主要内容

布雷顿循环(燃气轮机)与自定义组件

本例基于布雷顿循环对燃气轮机辅助动力单元(APU)进行建模。压气机和涡轮模块是基于Simscape™基础气体库的定制组件。输入到系统的功率由注入燃烧室的热量表示;实际的燃烧化学没有建模。单轴连接压气机和涡轮,以便涡轮的动力驱动压气机。APU是一个自由涡轮,进一步扩大排气流,以产生输出功率。

三个PID控制器调节轴转速、涡轮入口温度和压气机喘振裕度。系统输入定义为三种场景:可变轴转速、可变喘振裕度和可变APU叶片开度。运行第一个场景会在压缩机图上生成典型的操作线路。运行第二个和第三个场景将显示最大功率输出和最大全局效率发生的位置。

模型

控制器子系统

范围模拟结果

Simscape记录结果的动画

该图显示了布雷顿循环随时间变化的温度熵图的动画。图中的五个循环点分别对应标记为“T,s 1”到“T,s 5”的传感器测量值。

Simscape测井的模拟结果