1.2 Последовательность выполнения расчета

Для начала работы загружается математическая модель ГТУ, построенная ранее [Файл – Открыть], выбирается закон расчета «Простой расчет» [Расчеты – Нагрузочные характеристики – Простой расчет] и выполняется простой термодинамический расчет ГТУ [Расчеты – Начать расчет].

При успешном выполнении расчета создаётся новый закон расчета: [Расчеты – Простой расчет – Новый закон расчета].

В соответствующих ячейках окна «Закон расчёта» записываются его название – «Климатические характеристики»; наименование задачи – «Подбор параметров»; из списка выбирается тип задачи – «Параметрический синтез».Для изображения линии рабочих режимов на характеристике компрессора, режиму присваивается значение 1001 (во входных параметрах компрессора, параметру «Признак рисования характеристики» присваивается значение – «1» и параметру «Расчет со стандартной характеристикой» – «1»), см. рисунок 1.1 и 1.2.

Рисунок 1.1 – Новый закон расчета

Рисунок 1.2 – Исходные данные элемента модели «Компрессор»

Для выполнения расчета необходимо подключить характеристику компрессора ГТУ. За неимением экспериментальной характеристики, в расчёте используется обобщенная характеристика компрессора (во входных данных элемента «Компрессор» для параметра «Имя файла характеристики компрессора» указывается название характеристики «kom10»), см. рисунок 1.3.

Рисунок 1.3 – Подключение обобщенной характеристики компрессора

Для задания программы регулирования используется программая CharEdit 1.02, расположенная в каталоге [C:\Program Files\DVIGwT610\DATA].

Программа CharEdit 1.02 позволяет представить программу регулирования в графическом виде.

График изменения электрической нагрузки ГТУ от температуры наружного воздуха строится при следующих условиях:

- электрическая мощность агрегата с ростом температуры наружного воздуха уменьшается «ступенчато»;

- максимальная мощность, вырабатываемая ГТУ;

- при температуре наружного воздуха выше +25 ºС, из условия соблюдения жаропрочности материала камеры сгорания, электрическая мощность агрегата снижается при или некотором уменьшении температуры газов в камере сгорания.

Интерфейс программы CharEdit 1.02 представлен на рисунке 1.4.

Рисунок 1.4 – Окно редактора характеристик CharEdit 1.02

Для построения новой характеристики, выполняется команда [Файл - Новый]. Далее в соответствующих строках указываются: тип характеристики – «1 пар. зависимость» однопараметрическая зависимость; наименование оси ОX – TН, оси ОY – NЭ (см. рисунок 1.5).

Рисунок 1.5 – Окно задания параметров новой характеристики

С учетом всего вышеизложенного, строится график зависимости NЭ = f(ТН) изображённый на рисунке 1.6.

Рисунок 1.6 – График зависимости

При температуре окружающей среды в диапазоне 223,15…268,15 К, вырабатываемая электрическая мощность поддерживается максимальной, при ТН = 288,15…298,15 К – поддерживается номинальной.

Падение нагрузки от максимальной до номинальной и от номинальной до минимальной поддерживается эквидистантным.

Нажатием клавиши «Ctrl» и перемещением мыши, возможно смещение точек вдоль оси ординат.

Построенный график сохраняется под именем «GT – 115M», с указанием тип файла «Однопараметрические характеристики» [Файл – Сохранить как].

Далее в законе расчета, при выполнении команды: [Расчеты – Климатические характеристики – Редактировать закон «Климатические характеристики»], указываются варьируемые и поддерживаемые параметры.

Во вкладке «Варьируемые параметры» указываются следующие параметры (см. рисунок 1.7):

- температура газа на выходе из камеры сгорания;

- степень повышения давления в компрессоре;

- приведенный расход воздуха на входе ВУ;

- мощность агрегата.

Во вкладке «Варьируются» обязательно активизируется опция «Обновлять первое приближение» (клик левой клавишей мыши (ЛКМ) в пустом квадратном окошке).

Рисунок 1.7 – Вкладка «Варьируемые параметры» в окне закона расчёта

Во вкладке «Поддерживаемые параметры» (см. рисунок 1.8):

- пропускная способность турбины;

- частота вращения ротора;

- давление газов на срезе выхлопного патрубка ГТУ.

- мощность агрегата согласно программе регулирования NЭ = f(ТН), показанной на рисунке 1.6.

Для ввода мощности агрегата, производится клик ЛКМ на вкладке «Варьируются», открывается соответствующий элемент модели «Источник-потребитель мощности», и во вкладке «Входные параметры» производится двойной клик ЛКМ в строке «Мощность агрегата».

Во вкладке «Поддерживаются» у элемента модели «Источник-потребитель мощности» указывается выходной параметр «Мощность агрегата». Для задания выбранной программы регулирования указывается путь к файлу характеристик GT – 115M.xar (задаётся аргумент функции NЭ = f(ТН), путем нажатия клавиши «Задать Х» и кликом мыши в строке «Температура воздуха» во вкладке «Выходные параметры» элемента модели «Начальные условия») (см. рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – Вкладка «Поддерживаемые параметры» в окне закона расчёта

В поле «Задачи закона» необходимо добавить новую задачу. Для этого необходимо кликнуть ЛКМ по задаче «Подбор параметров» и выполнить следующую команду: [Редактирование – Добавить расчетную задачу], задав наименование задачи – «Табулирование ТН».

Активизация задачи «Табулирование ТН» производится нажатием ЛКМ в поле «Задачи закона». Во вкладке «Табулируются» указывается табулируемый параметр – «Отклонение температуры атмосферного воздуха от САУ, К» (В элементе модели «Начальные условия», во вкладке «Входные параметры»). В соответствующих окошках задаются начальное значение отклонения температуры – 0 К, конечное значение отклонения температуры – 30 К и шаг – 5 К (см. рисунок 1.9).

Рисунок 1.9 – Табулирование отклонения температуры наружного воздуха dT

Во вкладке «Выводятся» указываются следующие параметры, изменение значения которых в зависимости от изменения температуры наружного воздуха нас интересует. В данном случае указываются:

- мощность агрегата, кВт;

- абсолютный электрический КПД, %;

- суммарный расход воздуха, кг/с;

- суммарный расход топлива, кг/с;

- удельная мощность, кВт·с/кг;

- температура газа в камере сгорания, К;

- температура за турбиной, К;

- коэффициент избытка воздуха за газовой турбиной;

- расход выхлопных газов за турбиной, кг/c;

- запас газодинамической устойчивости компрессора.

Также в соответствующем окошке указывается путь к файлу результатов, куда будет производиться запись результатов вычисления (см. рисунок 1.10).

Рисунок 1.10 – Формирование списка выводимых данных во вкладке «Выводятся»

Сформированную модель с законом расчета рекомендуется сохранить [Файл - Сохранить].

Для выполнения расчета, следует закрыть окно «Закон расчета» и на панели инструментов нажать на кнопку «Начать расчет» или через пункт меню «Расчеты» [Расчеты - Начать расчет] запустить расчёт модели. В процессе выполнения расчета открывается графическое окно просмотра характеристики с построением в процессе расчета линии рабочих режимов. Используя команды графического окна просмотра характеристики, можно увеличивать или уменьшать размер изображения характеристики компрессора. При необходимости полученную характеристику можно сохранить в файле с расширением *bmp нажатием на соответствующую кнопку с характерным изображением дискеты (см. рисунок 1.11).

Рисунок 1.11 – Обобщенная характеристика компрессора с линией рабочих режимов

После выполнения расчета необходимо в законе расчета во вкладке «Табулируются» указать начальное значение – «30», конечное значение – «-60», шаг – «-5», и выполнить расчет заново, тем самым, произведя расчёт климатических характеристик в заданном диапазоне температур наружного воздуха ТН = 228,15…318,15 К.

Расчет климатических характеристик при программе регулирования ТГ = f(ТН) имеет следующие отличия:

- в законе расчета температура газов в камере сгорания поддерживается согласно графику зависимости ТГ = f(ТН), построенному предварительно в программе CharEdit 1.02.

- корректность выполнения расчета можно проверить по графику зависимости NЭ = f(ТН).