[发明专利]一种基于压缩机和涡轮特性图精确计算微燃机性能的方法

权利要求书

1.一种基于压缩机和涡轮特性图精确计算微燃机性能的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，在微型燃气轮机的压缩机和涡轮位置部署流量计以及压力计；采集不同转速下，压缩机的空气流量和压缩比，以及涡轮的混合气体流量和膨胀比，绘制压缩机和涡轮特性曲线图；

S2，将采集的数据进行B样条曲线拟合得到若干条光滑的曲线，并确保大多数采集的数据通过拟合曲线，从而提高性能计算精度；

S3，将压缩机和涡轮曲线图的每条曲线进行等分；等分数决定最终性能计算的精度，等分数越多，计算精度越高；

S4，将压缩机和涡轮特性曲线图的每两条曲线之间根据等分点进行线性内插，弥补未采集的压缩机和涡轮数据；两条曲线之间内插的曲线越多，进行性能计算的工况越多；

S5，遍历压缩机性能曲线图上的每一点，并将每一点的修正流量和压缩比作为计算的输入参数，应用热力学公式，确定涡轮性能曲线图上对应的数据点，进一步完成压缩机性能图上所有工况点下微型燃气轮机的性能计算；计算结果包括整体效率、输出功率以及热力循环各个部分的温度和压强。

2.如权利要求1所述的一种基于压缩机和涡轮特性图精确计算微燃机性能的方法，在所述S2步骤具体为：在MATLAB中，将修正流量数据和压缩比或膨胀比数据分别储存在数组x和y中，调用函数spapi(n,x,y)，其中n设定为3，代表3阶样条曲线拟合,得到的拟合曲线由数量足够多数据点组成，当拟合曲线的数据点的数量不满足足够多时，在MATLAB中，利用interp1()函数对数据点再进行线性内插，即，在每两个拟合数据点之间再插入若干个点。

3.如权利要求1所述的一种基于压缩机和涡轮特性图精确计算微燃机性能的方法，在所述S3步骤具体为：

将压缩机和涡轮曲线图的每条曲线进行等分的主要思路为：拟合曲线的数据点(P₁(x₁，y₁)，P₂(x₂，y₂)，....，P_n(x_n，y_n))足够多，每两点之间的间隔足够小，所以每两点之间的距离满足下式：

当

其中，通过此方法，整个曲线的长度可以通过对每两点之间的距离求和得到；已知等分数N为10，每个等分点的坐标可以通过如下步骤计算：

S31，计算每两个相邻数据点的距离：

共有n个数据点，可以计算得到n-1个距离，如下：

S32,通过求和计算拟合曲线上所有点到第一点P₁(x₁，y₁)的距离，如下：

并将这n个距离储存在一个一维数组L中；

S33，将曲线均分为N段，每一段的长度L_seg，如下：

S34,确定P₁(x₁，y₁)到任意等分点P_d的距离，如下：

L_D＝N_DL_seg

其中，N_D是P₁到P_d之间等分的段数；

S35,计算数组L中每个元素与L_D的差值，如下：

由于和L_D的起点相同，均为P₁，上面计算的差值表征了P_d到P_i的距离；

S36,在所述S35步骤中，找到最小的|ΔL|；当P_d无限接近P_i时，ΔL趋于0；根据最小的|ΔL|，可以找出数组L中对应的元素L(I)和下标I；利用下标，可以获取数据集中最接近等分点P_d的数据点P_I(x(I)，y(I))；只要数据点的数量足够多，P_I无限接近于等分点，并且可以认为是等分点。