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【排忧解难】如何利用TurboTides进行涡轮增压器分析

作者:太泽透平
各位增压器研发的小伙伴们,是不是还在为增压器的研发过程中,面对初步设计出的增压器系统或者是已有的系统需要进行热力循环分析而感到烦躁?


那么大家千万别错过太泽今天推送的文章,它是一剂“良方”,包你看完神清气爽,烦恼皆无。

下面小编就利用由合肥太泽透平技术有限公司研发的专业透平机械设计软件TurboTides,结合软件自带的某增压器的实际工程案例,一步步给大家演示增压器单点和多点工况的分析流程。


Step1: 设置涡轮增压循环模式


打开TurboTides,进入软件的系统循环模块,如图1所示。


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Turbocharger Cycle Analysis


设置发动机属性:右击发动机,选择“配置”,输入目标扭矩和发动机的属性,如图2所示。


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Engine property


设置燃料:输入 BSFC 和燃料属性,如图3所示。


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Fuel property


设置发动机排气:输入发动机排气温度和排气气体常数,如图4所示。


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Engine exhaust property


设置压缩机:在界面中右击压缩机,选择“配置,如图5所示。点击“从知识库导入”,可找到所合适的压缩机特性图,如图6所示。这里我们选择“TC-CO-9-c.csv”,点击“确定。


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Compressor model


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Import from database


设置涡轮机:右击涡轮机,选择“配置”,如图7所示。点击“从知识库导入”,可找到所合适的涡轮机特性图,选择“TC-TU-1-t.csv”,点击“确定”。


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Turbine model


设置其他部件:对吸气室、中冷器、EGR、排气阀和排气室的设置操作与发动机的设置操作类似,可参考上面设置过程。


Step 2:设置求解


设置求解模式 点击菜单栏:求解-> 设置,如图 8所示。压缩机选择分析模式。分析模式中,需要指定压缩机特性图和涡轮机特性图。


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Solver model


指定单点设计运行条件:点击菜单栏:求解-> 设计运行条件,如图9所示。


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Operating condition


求解并保存:点击工具栏求解按钮,单点分析完成。如图10所示,求解结果会显示文本报告、列表报告和特性图等。特性图可切换显示压比或效率,运行条件会显示在图中。点击,文件-> 保存,算例保存成功。


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Turbocharger results


Step 3:使用 Excel 文件设置多点分析算例


点击求解设置页面,选中“Multiplepoint analysis”按钮,如图8所示, 将会进入多点分析设置页面。点击“从文件导入”,指定文件:mpa_input_data_sample.csv,用户可参考示例文件参数设置,同时在 Excel 中设置为 csv 格式。这里要注意TurboTides多点分析设置需要匹配“用户输变量”和“TurboTides   变量”,本例按照图11对应匹配。


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Matching user variable with TurboTides variables


点击“确定”。则已相关联的数据将会传输到“多点分析列表”中,如图12所示。


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Setting up multiple point analysis table


点击工具栏“运行”按钮,算例求解成功。求解结果界面,如图13所示, 包括多点分析各种示图。压力示图,效率示图,各种示图会覆盖操作条件。点击:文件-> 另存为,另保存为文件名:tc_mpa.tml。


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MPA result


Step 4:仿真结果与发动机数据文件比较


发动机数据文件为Excel 文件csv 格式,参考示例文件:engine_data_sample.csv。发动机数据也可以从知识库导入,然后再进行“仿真结果与发动机数据文件比较”。

  • 导入发动机数据到知识库

点击菜单栏“文件”,选中上节中的多点分析运行后保存的算例文 件:“tc_mpa.tml”。

点击菜单栏“发动机数据”->“导入发动机数据”,指定文件:“engine_data_sample_csv”。

点击“确定”,此时在知识库中已创建记录。

  • 仿真结果与发动机数据比较

点击菜单栏:EngineData->Simulation vs. Engine data


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Import data engine data from database


点击“确认”, 比较结果,如图 15所示,发动机数据为图中红点标记。


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Simulation vs engine data


到此,我们已经学会如何使用TurboTides对增压器系统进行热力学分析了,怎么样?是否有一种豁然开朗的感觉,迫不及待想试试?想要了解更多就请联系合肥太泽透平技术有限公司和关注我们的公众号,我们将定期推送TurboTides介绍,敬请关注!



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