[发明专利]一种发动机污染物排放预测方法

说明书

本发明涉及一种发动机污染物排放预测方法，以国际民航组织发动机污染物排放数据库中的污染物排放数据作为参考数据，结合航空发动机污染物生成机理、发动机性能计算模型，对比所研究发动机和参考发动机在污染物生成条件上的差异，并根据差异对参考发动机的污染物排放数据进行修正，得到所研究发动机的污染物排放数据。对于污染物排放数据未知的发动机尤其是处在总体设计阶段的发动机，该方法可以获得在国际民航组织发动机污染物排放数据库中所规定状态下相应的污染物排放数据，并可以利用该数据作为基础，进一步研究发动机在不同飞行条件下的污染物排放情况，对研究航空发动机污染物排放以及综合评价发动机性能具有重要作用。

技术领域

本发明属于航空发动机领域，涉及一种发动机污染物排放预测方法。

背景技术

随着现代社会对环境问题的日益关注，对航空发动机污染排放物进行分析计算已成为发动机研制的热点方向，其成果可为发动机污染物排放的评估提供理论依据。但是，通过实验的方法获得发动机的污染物排放数据在发动机设计阶段无法实现，对设计阶段发动机的污染物排放预测由于缺乏相应的排放数据却无法进行。以国际民航组织排放数据库中所选择的参考发动机的排放数据作为参考，结合所研究发动机的特点，获得尚处于设计阶段发动机的污染物排放数据为发动机的总体评估提供了便利。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种发动机污染物排放预测方法，以至少解决处于设计阶段发动机的污染物排放数据未知的问题。

技术方案

一种发动机污染物排放预测方法，其特征在于步骤如下：

步骤1：根据所研究的发动机的类型、推力等级和技术年代，从国际民航组织航空发动机污染物排放数据库ICAO EEDB中选择一型与所研究发动机接近的参考发动机，将参考发动机的污染物排放数据作为参考值；

步骤2：利用发动机性能计算模型，对参考发动机在国际标准大气条件下的地面节流特性进行计算，通过计算节流特性得到发动机推力和燃烧室进口静温静压参数随油门杆位置的变化关系，进而通过插值得到参考发动机在国际民航组织航空发动机污染物排放数据库所规定的起飞、爬升、进近和滑行四种推力状态下的燃烧室进口静温和静压i代表起飞、爬升、进近和滑行四种不同的状态，ref代表参考发动机；

步骤3：利用发动机性能计算模型，对所研究的发动机在国际标准大气条件下的地面节流特性进行计算，通过计算节流特性得到发动机推力和燃烧室进口静温静压参数随油门杆位置的变化关系，进而通过插值得到所研究的发动机在国际民航组织航空发动机污染物排放数据库所规定的起飞、爬升、进近和滑行四种推力状态下的燃烧室进口静温和静压

步骤4：对比两种发动机在地面四种状态下的静温和静压差异，定义如下的温度修正系数θ_i和压力修正系数δ_i来表示两种发动机在燃烧室进口静温和静压的差异：

其中，θ_i为参考发动机与所研究发动机的静温比，δ_i为参考发动机与所研究发动机的静压比；

步骤5：根据两种发动机在四种状态下静温和静压的差异，即得到的两种发动机在四种状态下温度修正系数和压力修正系数，对参考发动机的污染物排放数据进行修正。修正方法按照下式进行：

其中，EI表示排放指数，其定义为发动机燃烧单位燃油所产生的污染物的质量；NOx、UHC和CO是三种发动机主要污染物，分别为氮氧化物、未燃烧氢氧化物以及一氧化碳；