[发明专利]一种高速压缩机在变高度下的参数扰动分析方法

权利要求书

1.一种高速压缩机在变高度下的参数扰动分析方法，其特征在于步骤如下：

步骤1、建立离心压缩机入口空气压力模型：

当离心压缩机所处高度h≤11000m时：

式中：p_h为当前高度下的空气压力，p₀为海平面空气压力，L为温度递减率，T₀为海平面温度，h为海平面以上的高度，h₀为大气层底部的高度，R为气体常数，g₀为重力加速度，M_a为空气摩尔质量；

当离心压缩机所处高度11000m≤h≤20000m时：

式中，p_s为大气层底部压力，h_s为大气层底部高度，T_s为大气层底部温度；

p_s为11000m≤h≤20000m时的

步骤2、建立离心压缩机入口空气密度模型：

式中：Z为压缩因子，T_h为空气温度，M_v为水蒸气的摩尔质量，x_v为水蒸气的摩尔分数，气体视为理想气体；

所述式中：H为空气的相对湿度，p_v为水蒸气分压，p_sv为饱和水蒸气分压，实际计算过程中将相对湿度设定为一个常量；

步骤3、建立变高度条件下离心压缩机静态模型：

式中，η(ω_cp,m_cp)为压缩效率，Δh_ideal为理想比焓，c_p为恒定压力下的比热容，c_v为恒定体积下的比热容，κ＝c_p/c_v为比热容比；

所述η(ω_cp,m_cp)Δh_ideal＝Δh_t-Δh_i-Δh_f-Δh_oth

式中，Δh_t为总的焓增加量，Δh_i为冲击损耗引起的焓变，Δh_f为摩擦损耗引起的焓变，Δh_oth为其他损耗引起的焓变；

所述焓变为：

式中，r₁为平均引导半径，r₂为叶片半径，k_f为流体摩擦因子，m_cp为压缩机的质量流量，ω_cp为压缩机的转速；

所述变量μ和α为：

式中，β_1b为叶片入口角度，β_2b为转子叶片角度，ρ_a(h)为入口流体密度，A₁为流通面积，σ为滑移因子；

步骤4：利用步骤3的变高度条件下离心压缩机静态模型，设定压缩机在0km高度下，当转速变化时，以“空气压力”为纵坐标，以“空气流量”为横坐标，作出压缩机的“流量-压力”曲线；然后改变压缩机的高度变量h，分别得到不同高度下的“流量-压力”曲线；

根据压力曲线，分析空气温度、空气比热容、空气密度和空气压力的扰动对离心压缩机特性的影响。

2.根据权利要求1所述高速压缩机在变高度下的参数扰动分析方法，其特征在于：

所述相对湿度设定为一个常量为50％。