The application belongs to the technical field of Aeroengine Design, and relates to an air system element design method based on flow characteristics. The method includes obtaining the relationship between the pressure ratio of the air system components at the inlet and outlet, the velocity coefficient and the resistance coefficient; obtaining the relationship between the conversion flow rate and the velocity coefficient, the resistance coefficient and the flow area of the components; considering that the flow state of the air system components is in the self modeling area, and the type of the components remains unchanged, obtaining the relationship between the pressure ratio, the conversion flow rate and the flow area of the components; according to the total inlet Pressure, total temperature at the inlet, static pressure at the outlet and flow rate are used to calculate the flow area of components, and the components of air system are designed according to the flow area of components. The method can directly solve another parameter in the known four parameters of total inlet pressure, outlet static pressure, flow rate and flow area, which can improve the speed and accuracy of solving the flow characteristics of components.
【技术实现步骤摘要】
一种基于流量特性的空气系统元件设计方法
本申请属于航空发动机设计
,特别涉及一种基于流量特性的空气系统元件设计方法。
技术介绍
航空发动机空气系统通常对内部节流元件按其结构形式进行分类,将空气系统流路抽象成流体网络,并依据每个元件的阻力特性完成流体网络求解。在对空气系统网络求解时,通常是根据压力边界求解元件流量。然而对于已知流量边界求解压力的情况,其由于元件流动特性的处理方法不同,基于压力边界求解元件流量的方法适用性较差。基于现有的空气系统特性分析只能依据压力边界参数求解元件流量,获得网络分析结果。然而空气系统设计通常是已知流量边界进而获得边界元件的出口或进口压力解,按照现有的技术方法,只能在给定压力边界参数范围情况下,使用迭代法获得满足流量目标条件下的边界参数结果,缺点是求解效率低,速度慢,而且容易计算发散、结果不收敛。
技术实现思路
为解决上述问题,本申请提供了一种基于流量特性的空气系统元件设计方法,在空气系统元件类型确定的情况下,已知进口总压、出口静压、流量、流动面积四个参数中的三个就能够直接求解另一个参数,从而对空气系统元件进行设计。本申请基于流量特性的空气系统元件设计方法主要包括:获取空气系统元件进出口压比F1与速度系数及阻力系数的关系,其中压比为进口总压与出口静压p2之比;获取以进口总压和出口静压为名义压力的换算流量F2与速度系数、阻力系数及元件流通面积的关系;考虑空气系统元件流动状态处于自摸区,且元件类型保持不变,因此流动情况下忽略阻力系 ...
【技术保护点】
1.一种基于流量特性的空气系统元件设计方法,其特征在于,包括:/n获取空气系统元件进出口压比F1与速度系数及阻力系数的关系,其中压比为进口总压
【技术特征摘要】
1.一种基于流量特性的空气系统元件设计方法,其特征在于,包括:
获取空气系统元件进出口压比F1与速度系数及阻力系数的关系,其中压比为进口总压与出口静压p2之比;
获取以进口总压和出口静压为名义压力的换算流量F2与速度系数、阻力系数及元件流通面积的关系;
考虑空气系统元件流动状态处于自摸区,且元件类型保持不变,因此流动情况下忽略阻力系数中的雷诺数的影响,从而获取压比F1、换算流量F2以及元件流通面积之间的关系;
根据进口总压、进口总温、出口静压及流量计算元件流通面积,并根据所述元件流通面积对所述空气系统元件进行设计。
2.如权利要求1所述的基于流量特性的空气系统元件设计方法,其特征在于,空气系统元件进出口压比F1与速度系数及阻力系数的关系为:
其中,ξ为阻力系数,λ为元件出口速度系数。
3.如权利要求1所述的基于流量特性的空气系统元件设计方法,其特征在于,所述换算流量F2包括进口总压的换算流量以及出口静压的换算流量。
4.如权利要求3所述的基于流量特性的空气系统元件设计方法,其特征在于,进口总压的换算流量与速度系数λ、阻力系数ξ及元件流通面积A的关系为:
其中,...
【专利技术属性】
技术研发人员:沈毅,李贺,柴军生,张林,谢冰瑶,聂俊领,
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:辽宁;21
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