一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法技术

本申请属于航空燃气轮机领域，特别涉及一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法。包括：步骤一、构建燃气轮机管路断裂漏油模型；步骤二、获取流进燃气轮机管路的燃油流量与流出燃气轮机管路的燃油流量的第一平衡方程，以及获取燃烧室的供油量与由各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量的第二平衡方程；步骤三、获取燃气轮机管路的进口燃油压力与断裂位置的燃油分管的出口燃油压力，以及燃气轮机管路的进口燃油压力与各个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程；步骤四、根据第一平衡方程、第二平衡方程以及第三平衡方程计算出燃油的泄漏量。本申请可以快速求解不同燃气轮机工作状态和不同断裂间隙下燃油的泄漏量，计算效率高。计算效率高。计算效率高。

【技术实现步骤摘要】
一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法


[0001]本申请属于航空燃气轮机领域，特别涉及一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法。

技术介绍

[0002]燃气轮机燃油总管在工作过程中可能会发生燃油分管断裂的情况，燃油泄漏对燃气轮机的使用带来极大的风险。
[0003]现有的技术手段靠数值仿真评估燃油泄漏量，一方面喷嘴的内部结构复杂，对于喷嘴在不同状态下流动阻力的仿真技术难度大，对应每一个工作状态均需对喷嘴结构进行简化处理；另一方面，数值仿真建模求解的调试难度大，并且由于数值仿真建模的网格数量大，对硬件资源的要求高，对于不同燃气轮机状态和不同断裂间隙均需重新建模，需要反复迭代计算，工作量大，计算的周期长，时间成本高；断裂间隙相对于整个燃油总管来说，尺寸较小，整个计算域的网格数量大，计算周期长，计算效率低。
[0004]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0005]本申请的目的是提供了一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0006]本申请的技术方案是：
[0007]一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，包括：
[0008]步骤一、构建燃气轮机管路断裂漏油模型；
[0009]步骤二、获取流进燃气轮机管路的燃油流量与流出燃气轮机管路的燃油流量的第一平衡方程，以及获取燃烧室的供油量与由各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量的第二平衡方程；
[0010]步骤三、获取燃气轮机管路的进口燃油压力与断裂位置的燃油分管的出口燃油压力，以及燃气轮机管路的进口燃油压力与各个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程；
[0011]步骤四、根据第一平衡方程、第二平衡方程以及第三平衡方程计算出燃油的泄漏量。
[0012]可选地，步骤一中，所述构建燃气轮机管路断裂漏油模型包括：
[0013]获取模型简化原则，包括：
[0014]假设断裂位置的燃油分管的喷嘴不再工作，即该处喷嘴的流量为0，流入该燃油分管的燃油均在断裂位置泄漏；
[0015]在燃气轮机工作过程中，假设燃油分管断裂故障不会导致燃烧室燃烧效率发生显著变化，当燃油分管断裂时，为达到某一预定工作状态，进入火焰筒内的燃油流量为该状态的理论供油量Q0，由于燃油分管断裂漏油的影响，实际油泵供入进油管的燃油流量增大到Q
0d
；
[0016]基于所述模型简化原则构建燃气轮机管路断裂漏油模型。
[0017]可选地，步骤二中，所述获取流进燃气轮机管路的燃油流量与流出燃气轮机管路的燃油流量的第一平衡方程包括：
[0018]Q
0d
＝Q1+Q2...+Q
i
‑1+Q
i
+Q
i+1
...+Q
n
。
[0019]其中，Q
i
为燃油的泄漏量，Q1、Q2、
…
Q
i
‑1、Q
i+1
、
…
、Qn分别为由其余各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量。
[0020]可选地，步骤二中，所述获取燃烧室的供油量与由各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量的第二平衡方程包括：
[0021]Q0＝Q1+Q2...+Q
i
‑1+Q
i+1
...+Q
n
。
[0022]其中，Q
i
为燃油的泄漏量，Q1、Q2、
…
Q
i
‑1、Q
i+1
、
…
、Qn分别为由其余各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量。
[0023]可选地，步骤三中，所述获取燃气轮机管路的进口燃油压力与断裂位置的燃油分管的出口燃油压力的第三平衡方程包括：
[0024][0025]其中，P0为进口燃油的压力，ρ为燃油的密度，v0为进口燃油的特征速度，P
13
为燃烧室机匣外侧的压力，m
j
为该段管路中包含的沿程管路数量，k
j
为该段管路中包含的局部阻力管路数量，λ
j
为第j个沿程管路上的沿程阻力系数，L
j
为第j个沿程管路上的特征长度，d
j
为第j个沿程管路的特征直径，V
j
为第j个沿程管路的特征速度，ζ
j
为第j个局部阻力管路上的局部阻力系数，v
j
为第j个局部阻力管路的特征速度，v
i
为燃油的流速。
[0026]可选地，所述断裂位置的燃油分管的局部阻力管路包括突扩段、突缩段、弯管段、三通管以及断口产生的局部阻力段。
[0027]可选地，所述断口产生的局部阻力段按照空间环形转弯180度的吸入流体获取局部阻力系数。
[0028]可选地，步骤三中，所述获取燃气轮机管路的进口燃油压力与各个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程包括：
[0029]燃气轮机管路的进口燃油压力与第1个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程为：
[0030][0031]燃气轮机管路的进口燃油压力与第2个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程为：
[0032][0033]燃气轮机管路的进口燃油压力与第n个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程为：
[0034][0035]其中，P0为进口燃油的压力，ρ为燃油的密度，v0为进口燃油的特征速度，P3为燃烧室的压力，m1...m
n
为对应喷嘴管路中包含的沿程管路数量，k1...k
n
为对应喷嘴管路中包含
的局部阻力管路数量，λ
j
为第j个沿程管路上的沿程阻力系数，L
j
为第j个沿程管路上的特征长度，d
j
为第j个沿程管路的特征直径，V
j
为第j个沿程管路的特征速度，ζ
j
为第j个局部阻力管路上的局部阻力系数，v
j
为第j个局部阻力管路的特征速度，f1(Q1)
…
f
n
(Q
n
)为对应喷嘴在对应燃油流量时的流动阻力。
[0036]可选地，各个喷嘴燃油管路的局部阻力管路包括突扩段、突缩段、弯管段以及三通管。
[0037]专利技术至少存在以下有益技术效果：
[0038]本申请的燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，构建了燃气轮机管路断裂漏油模型，通过燃气轮机管路的燃油流量以及燃油压力的平衡方程，计算出燃油的泄漏量，提高了计算效率和计算精度。
附图说明
[0039]图1是本申请一个实施方式的燃气轮机管路结构示意图；
[0040]图2是本申请一个实施方式的分管断裂后燃油管路流动示意图；
[0041]图3是本申请一个实施方式的断口截面空间环形转弯180度结构示意图；
[0042]图4是图3的侧视图；
[本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，其特征在于，包括：步骤一、构建燃气轮机管路断裂漏油模型；步骤二、获取流进燃气轮机管路的燃油流量与流出燃气轮机管路的燃油流量的第一平衡方程，以及获取燃烧室的供油量与由各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量的第二平衡方程；步骤三、获取燃气轮机管路的进口燃油压力与断裂位置的燃油分管的出口燃油压力，以及燃气轮机管路的进口燃油压力与各个喷嘴的出口燃油压力的第三平衡方程；步骤四、根据第一平衡方程、第二平衡方程以及第三平衡方程计算出燃油的泄漏量。2.根据权利要求1所述的燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，其特征在于，步骤一中，所述构建燃气轮机管路断裂漏油模型包括：获取模型简化原则，包括：假设断裂位置的燃油分管的喷嘴不再工作，即该处喷嘴的流量为0，流入该燃油分管的燃油均在断裂位置泄漏；在燃气轮机工作过程中，假设燃油分管断裂故障不会导致燃烧室燃烧效率发生显著变化，当燃油分管断裂时，为达到某一预定工作状态，进入火焰筒内的燃油流量为该状态的理论供油量Q0，由于燃油分管断裂漏油的影响，实际油泵供入进油管的燃油流量增大到Q
0d
；基于所述模型简化原则构建燃气轮机管路断裂漏油模型。3.根据权利要求2所述的燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，其特征在于，步骤二中，所述获取流进燃气轮机管路的燃油流量与流出燃气轮机管路的燃油流量的第一平衡方程包括：Q
0d
＝Q1+Q2...+Q
i
‑1+Q
i
+Q
i+1
...+Q
n
。其中，Q
i
为燃油的泄漏量，Q1、Q2、
…
Q
i
‑1、Q
i+1
、
…
、Qn分别为由其余各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量。4.根据权利要求3所述的燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，其特征在于，步骤二中，所述获取燃烧室的供油量与由各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量的第二平衡方程包括：Q0＝Q1+Q2...+Q
i
‑1+Q
i+1
...+Q
n
。其中，Q
i
为燃油的泄漏量，Q1、Q2、
…
Q
i
‑1、Q
i+1
、
…
、Qn分别为由其余各个喷嘴流入燃烧室的燃油流量。5.根据权利要求4所述的燃气轮机管路断裂漏油量计算方法，其特征在于，步骤三中，所述获取燃气轮机管路的进口燃油压力与断裂位置的燃油分管的出口燃油压力的...

【专利技术属性】
技术研发人员：呼姚，解亮，赵传亮，王少波，门玉宾，朱宇，白瑞强，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：