[发明专利]单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法及装置

权利要求书

1.一种单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，包括步骤：

S1、获取单转子燃气涡轮发动机整机试验测量参数，获取燃烧室部件特性和涡轮部件特性；

S2、基于步骤S1其获取的整机试验测量参数，通过压气机部件变比热计算方法计算得到压气机进口总焓、压气机出口总焓、压气机增压比、压气机效率、压气机功；

S3、选取发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量作为迭代变量，并赋予迭代计算的初始值；

S4、基于步骤S1已知的整机试验测量参数和步骤S3给定的发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量，获得燃气涡轮动叶冷却空气量、发动机总冷却空气总焓、燃气涡轮导叶冷却空气总焓、燃气涡轮动叶冷却空气总焓、各冷却空气在总冷却空气中的分配比以及燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量；

S5、基于步骤S1已知的整机试验测量参数、燃烧室部件特性和步骤S4得到的燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量，通过燃烧室部件变比热计算方法计算得到燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比；

S6、基于步骤S1已知的整机试验测量参数、步骤S3得到的燃气涡轮导叶冷却空气量、步骤S4得到的燃气涡轮导叶冷却空气总焓和步骤S5得到的燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比，计算得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比；

S7、基于步骤S1已知的涡轮部件特性和步骤S6得到燃气涡轮换算转速、燃气涡轮动叶进口处的总压、总温、总焓、燃气物理流量、燃气换算流量、燃气油气比，通过涡轮部件变比热计算方法计算得到燃气涡轮功、涡轮部件需求的燃气换算流量以及燃气涡轮出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比；

S8、根据单转子燃气涡轮发动机共同工作条件，对比步骤S1已知的整机试验测量参数与步骤S2得到的压气机功的和是否与步骤S7得到的燃气涡轮功平衡，对比步骤S6得到的燃气涡轮动叶进口燃气换算流量是否与步骤S7得到的涡轮部件需求的燃气换算流量平衡，若不平衡则回到步骤S3修改发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量继续迭代直至平衡，以得到最终的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真结果。

2.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，步骤S1中，所述整机试验测量参数包括发动机进口空气物理流量、压气机进口总压、压气机进口总温、压气机出口总压、压气机出口总温、燃油流量、发动机转子物理转速、燃气发生器附件提取功。

3.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括步骤：

基于步骤S1其获取的发动机进口空气物理流量、压气机进口总压、压气机进口总温、压气机出口总压、压气机出口总温的条件，通过压气机部件变比热计算方法计算得到压气机进口总焓、压气机出口总焓、压气机增压比、压气机效率、压气机功。

4.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤S4具体包括步骤：

基于步骤S1已知的发动机进口空气物理流量、压气机出口总压、压气机出口总温和步骤S3给定的发动机总冷却空气量和燃气涡轮导叶冷却空气量，获得燃气涡轮动叶冷却空气量、发动机总冷却空气总焓、燃气涡轮导叶冷却空气总焓、燃气涡轮动叶冷却空气总焓、各冷却空气在总冷却空气中的分配比以及燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量。

5.根据权利要求1所述的单转子燃气涡轮发动机冷却空气系统参数仿真方法，其特征在于，所述步骤S5具体包括步骤

基于步骤S1已知的燃油流量、燃烧室部件特性和步骤S4得到的燃烧室进口处的总压、总温、总焓、空气物理流量、空气换算流量，通过燃烧室部件变比热计算方法计算得到燃烧室出口处的总压、总温、总焓、燃气流量、燃气油气比。