[发明专利]一种轴流压缩机缩尺过程多变效率修正方法和系统

说明书

本发明公开了一种轴流压缩机缩尺过程多变效率修正方法及系统，根据待缩尺模化的原型机的缩尺比例系数，将原型机缩尺模化为小尺寸的模型机，利用相似计算公式，计算出模型机对应的运行条件，然后对模型机进行实验测得模型机的性能参数，利用模型机的性能参数计算模型机的多变效率值，根据模型机的粗糙度、雷诺数和流量系数计算多变效率系数，利用多变效率系数对多变效率值进行修正即可得到原型机的多变效率值，对于轴流压缩机整个稳定工作流量范围内的多变效率修正都能够达到较高的精度，能够达到很高的修正精度，适用于轴流压缩机的整个稳定工作流量区间。

技术领域

本发明涉及叶轮机械相似模化技术应用领域，具体为一种轴流压缩机缩尺过程多变效率修正方法和系统。

背景技术

燃气轮机作为新一代大型动力装置，被广泛应用，燃气轮机的研发能力可以看做是一国综合国力的重要体现。轴流压缩机是航空发动机、重载燃气轮机的核心部件之一，轴流压缩机效率的高低对整台燃气轮机的性能起到至关重要的作用。由于轴流压缩机具有大尺寸、高流量、高功耗等特点，导致其研发成本高，研发周期长。因此，为了降低研发成本、缩短研发周期，可以在研发过程中采用缩尺模化技术，对按照一定比例缩小尺寸的模型压缩机进行研究，然后反推出大尺寸原型机的性能参数。但是在实际应用过程中，由于表面粗糙度难以严格按照缩放比例进行缩放、原型机和模型机的雷诺数无法保证相等的原因，导致部分流动相似准则被破坏，因此原型机和模型机的效率会存在一定偏差，缩尺比例系数越大，该偏差就越大，给缩尺模化技术的应用带来困扰。现有的修正方法，为了能够使修正方程形式更加简单，会忽略一部分影响因素，多数只针对于最佳效率点的修正，而轴流压缩机通常运行在一定的流量范围之内，导致修正精度低，修正效果无法达到预期。

发明内容

本发明的目的在于提供一种轴流压缩机缩尺过程多变效率修正方法和系统，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种轴流压缩机缩尺过程多变效率修正方法，包括以下步骤：

步骤1)、根据待缩尺模化的原型机的缩尺比例系数，将原型机缩尺模化为小尺寸的模型机；

步骤2)、利用相似计算公式，计算出模型机对应的运行条件；

步骤3)、根据模型机对应的运行条件对模型机进行实验测得模型机的性能参数；

步骤4)、利用模型机的性能参数计算模型机的多变效率值，根据模型机的粗糙度、雷诺数和流量系数计算多变效率系数，利用多变效率系数对多变效率值进行修正即可得到原型机的多变效率值。

进一步的，利用轴流压缩机相似换算公式计算出原型机和模型机满足流动相似运行条件之间的关系，即可得到模型机对应的运行条件。

进一步的，计算原型机和模型机的转速关系如式(2)所示：

n_M表示模型机的转速参数，n表示原型机的转速参数，m_L表示缩尺比例系数，T_1M表示模型机的进口滞止温度，T₁表示原型机的进口滞止温度。

进一步的，计算原型机和模型机的质量流量关系如式(3)所示：

q_mM表示模型机的质量流量，q_m表示原型机的质量流量，p_1M表示模型机的进口滞止压力，p₁表示原型机的进口滞止压力，m_L表示缩尺比例系数，T_1M表示模型机的进口滞止温度，T₁表示原型机的进口滞止温度。