现代燃气轮机装置

1.重申了燃气轮机总体性能的基本概念、基本知识和基本理论。然后根据燃气轮机研究、开发、设计、制造的需要, 在计算机仿真、故障诊断等方面编写了一系列的新篇章。2.总体性能的计算机仿真技术用于指引试验方向,减少试验的时间和资金投入，研究和制订燃气轮机控制策略。第四章结合我国燃气轮机研制实际,提出燃气轮机及自动控制系统的仿真理论,包括建模和算法。3.燃气轮机的“改型设计”。改型设计不同于重新设计,第二章将结合本研究所研发成果阐述其特点和方法。4.性能监控和故障诊断系统。第六章将系统地介绍故障模型的构建和故障诊断平台硬件和软件的组合。5.燃气轮机总体性能预测的数学框架。第三章将在微分流形上建立以哈密尔顿方程(代替牛顿方程)表达的燃气轮机总体性能;揭示哈密顿方程的基本特性;并构建能在离散化计算进程中始终保持原方程基本特性的辛几何算法。综上所述, 本书涵盖了燃气轮机总体性能的主要内容,希望能在我国燃气轮机自主创新进程中发挥应有的作用。

第1章燃气轮机性能分析的基础理论
1.1燃气轮机的稳态工况和动态过程概述
1.2燃气轮机负荷特性和组合形式
1.2.1负荷特性
1.2.2燃气轮机组合形式
1.3燃气轮机变工况分析时需用的一些概念
1.3.1稳态和动态分析时需用的基本数据和关系式
l.3.2压气机特性图上的等温线
1.3.3变工况时涡轮各级间的膨胀比再分配问题
1.4燃气轮机各主要部件的变工况特性
1.4.1压气机的变工况特性分析
1.4.2涡轮的变工况特性分析
1.4.3燃烧室的变工况特性分析
1.4.4回热器、中间冷却器和管道阻力等的变工况特性分析
l.5单轴燃气轮机的变工况性能
1.6分轴燃气轮机的变工况性能
1.7多轴燃气轮机的变工况性能
1.8燃气轮机的外特性
1.9大气参数变化对燃气轮机性能的影响
1.9.1概述
1.9.2燃气轮机工况相似的决定性准则
1.9.3实验或计算数据的整理
l.9.4工况相似的近似性
1.9.5不同大气条件下的平衡工作线
1.10可转导叶压气机在燃气轮机中的应用
1.1l变几何涡轮在燃气轮机中的应用
第2章燃气轮机稳态工况和动态过程数学模型
2.1牛顿力学体系下燃气轮机的稳、动态数学模型
2.1.1数学模型
2.1.2稳态数学模型的解法
2.1.3燃气轮机动态过程的解法
2.1.4考虑容积惯性和热惯性的动态过程数学模型
2.2哈密顿力学体系下燃气轮机动态过程数学模型
2.2.1定轴转动下燃气轮机的转子运动基本方程
2.2.2燃气轮机系统的热力学势能
2.2.3哈密顿形式数学模型的建立
2.2.4燃气轮机系统中能量守恒规律
2.2.5燃气轮机动力系统中扭矩差△M的计算
第3章燃气轮机动态过程的辛几何算法
3.1流形和微分流形
3.2微分流形上的切向量
3.3流形上的微分形式
3.4微分流形上的辛结构
3.5保辛——辛矩阵和正则变换
3.6哈密顿系统及其特性
3.7燃气轮机动态过程的数值求解
3.7.1组合法
3.7.2五步三阶FsIS格式的代数阶条件
3.7.3相位阶条件
3.7.4五步三阶FSJS格式的通式
3.8对新计算格式的考核
3.8.1模型1
3.8.2模型2
第4章燃气轮机仿真技术
4.1燃气轮机建模与仿真技术的发展
4.1.1燃气轮机建模技术的发展
4.1.2燃气轮机仿真模型的发展
4.2基于容积法思想的燃气轮机模块库的建立
4.2.1模块的概念
4.2.2燃气轮机系统模块库的建立
4.2.3模块之间连接关系的处理规则
4.2.4燃气轮机非迭代动态模型的建立
4.3燃气轮机动态性能仿真研究
4.3.1起动过程的仿真研究
4.3.2升／降负荷仿真
4.3.3甩负荷过程仿真
4.4燃气轮机控制性能仿真研究
4.4.1燃气轮机控制系统概述
4.4.2功率控制系统
4.4.3转速／负荷控制系统
4.4.4排气温度控制系统
4.4.5IGV温度控制系统
4.4.6燃气轮机控制性能的仿真分析
4.5三轴燃气轮机动态过程的辛算法求解
第5章性能分析理论在燃气轮机改型设计中的应用
5.1燃气轮机改型设计概述
5.1.1燃气轮机的改型设计
5.1.2燃气轮机反命题计算的理论基础
5.2燃气轮机改型设计中轴流压气机性能的建立
5.2.1相似理论在燃气轮机改型设计中的应用
5.2.2压气机模化设计
5.2.3压气机的加级和减级
5.2.4改型压气机性能预估实例
5.3燃气轮机改型设计中轴流涡轮性能的建立
5.3.1燃气轴流涡轮改型概述
5.3.2变几何涡轮通流部分基本方程
5.3.3变几何涡轮损失模型
5.3.4变几何涡轮性能参数计算
5.3.5变几何燃气涡轮l生能预估软件设计
5.4改型燃气轮机设计计算理论及应用
5.4.1多变量燃气轮机
5.4.2改型燃气轮机稳态性能的优化——混合解法
5.4.3当量通流部分计算理论及应用
第6章燃气轮机热参数故障诊断
6.1概论
6.1.1燃气轮机状态监测与热参数故障诊断的主要任务与意义
6.1.2燃气轮机热参数故障诊断的基本概念
6.2燃气轮机热参数故障诊断中的性能分析理论
6.2.1燃气轮机状态监测中的统计假设检验理论
6.2.2燃气轮机故障方程的理论分析
6.3故障诊断虚拟仪器技术的设计
6.3.1虚拟仪器技术
6.3.2基于虚拟仪器技术的燃气轮机热参数故障诊断系统的设计与开发
附录A燃气轮机转子运动方程哈密顿化的另一种方法
附录B第3章定理1证明
附录C五步三阶组合法代数阶的推导
附录D第3章定理2证明
附录E燃气轮机动态过程的辛算法求解流程
附录F彩图
索引