Введение к работе
Актуальность работы. Актуальность выполненной работы определяется :
потребностью знания характеристик переходных процессов при проектировании и эксплуатации основного оборудования МГДУ;
необходимостью разработки принципов и алгоритмов управления основными технологическими процессами при создании систем регулирования МГДУ;
высокой стоимостью, сложностью и неполнотой натурного эксперимента, определяющих необходимость создания соответствующего программного обеспечения;
возможностью использования полученной информации для широкого круга динамических систем.
Целью работы являются: создание математической модели, описывающей нестационарные процессы в газовоэдушном тракте МГД-уста-новок с характерным временем ~10+10 с; разработка численной модели, дополненной описанием систем управления основными технологическими процессами; сопоставление результатов расчетов с экспериментальными данными; исследование динамических характеристик газовоздуганого тракта МГД-установоя; разработка принципов управления динамическими процессами в ГВТ МГД-установок.
Научная новизна. Предложена методика сквозного расчета нестационарных процессов в агрегатах ГВТ, основанная на гидравлических;
уравнениях, и разработан оффективный способ решения системы этих уравнений при число Струхаля ^ « і,
В процессе сопоставления с данными эксперимента, проведенного на установке У-25ВМ [і], результатов численной модоли установлены значения эмпирических коэффициентов расхода агрегатов, с учетом которых адекватно моделируются переходные процессы в
ГВТ;
Впервые получена информация о характеристиках и особенностях переходных процессов в газовоздушном тракте МГД- установки промышленного масштаба при различных способах регулирования ее режимов.
Для модельного ГВТ построен алгоритм бинарного управления вектором режима, определяющим течение в газовоздушном тракте.
Практическая ценность. Создана численная модель МГДУ открытого цикла с автономным регенеративным подогревом окислителя, позволяющая определять динамические характеристики агрегатов ГВТ и проводить апробацию различных алгоритмов управления, выбор параметров настройки регуляторов.
Получены зависимости параметров в различных агрегатах ГВТ от времени, отвечающие номинальному режиму работы МГДтустановки по циклограмме.
Установлено,что остывание насадки высокотемпературных нагревателей окислителя приводит к отличию в расходах рабочего тела, поступающего через одновременно работающие на дутье нагреватели, а также на входе и выходе каждого ВНО в отдельности.
Показано, что пропорционально-интегральное (ПИ) регулирование, производительности компрессора окислителя из-за снижения температуры насадки в ВНО не обеспечивает.постоянство расхода и давления рабочего тела перед камерой сгорания (КС) в течение всего цикла работы МГДУ.
Получен алгоритм, позволяющий с высокой точностью поддерживать задалные параметры течения перед камерой сгорания ИГДУ с помощью изменения проходных сечений клапанов блока ВНО.
На защиту выносятся. Математическая модель переходных процессов, протекающих в ГБТ МГД-установок открытого цикла, с характерным временем ~I0+I0 с.
Результаты численного моделирования номинального режима работы МГДУ, характеризуемого циклическими переключениями в блоке ВНО.
Математическая модель переходных процессов в ГВТ установки У-25Ш, адекватность которой реальному объекту установлена в ходе сопоставления данных эксперимента и численных расчетов.
Алгоритм бинарного управления параметрами газодинамического потока, построенный с учетом нелинейных свойств и векторного характера моделируемого объекта.
Алгоритм управления, обеспечивавший поддержание заданных параметров перед камерой сгорания МГДУ и результаты проведенного с его использованием численного эксперимента.
Апробация работы. Результаты, представляемые в диссертации, докладывались на совещании по математическому моделированию промышленных МГДЭС (Эйндаовен, Голландия, 1986), на семинаре "Методы прямого преобразования энергии" (Киев, 1987), на конференции молодых ученых "Физико-технические проблемы энергетики" (Каунас, 1987), на 10-ой международной конференции по МГД-преобразованию энергии (Тируциралалли, Индия, 1989), на 4-ой Всесоюзной школе-семинаре молодых ученых "Актуальные физико-технические проблемы энергетики" (Звенигород, 1989), на 6-ом международном семинаре по МГД-течениям и турбулентности (Иерусалим, Израиль, 1990).
Часть результатов диссертации, объединенная названием "Численная динамическая модель МГДЭС", была представлена автором на выставку "НТТМ-88" и отмечена серебряной медалью ВДНХ СССР.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав и заюгочения. Работа изложена на 147 страницах, в том числе 105 страниц текста,42 рисунка, 3 таблицы и список литературы, насчитывающей 118 наименований.
Публикации. Материалы диссертации изложены в б печатных работах.
