使用自定义组件的布雷顿循环(燃气涡轮机)
此示例基于布雷顿循环对燃气涡轮机辅助动力装置 (APU) 进行建模。压缩机和涡轮机模块是基于 Simscape™ Foundation Gas 库的自定义组件。系统的功率输入由注入燃烧室的热量表示;实际的燃烧化学没有建模。一个单轴连接压缩机和涡轮机,以便来自涡轮机的动力驱动压缩机。APU 是一种自由涡轮机,可进一步扩大排气流以产生输出功率。
三个 PID 控制器调节轴速度、涡轮机入口温度和压缩机喘振边界。系统输入是针对三个场景定义的:变化的轴速度、变化的喘振边界和变化的 APU 叶片开度。运行第一个场景会在压缩机特性线图上生成典型的操作线。运行第二个和第三个场景会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
来自示波器的仿真结果
Simscape 记录结果的动画形式
下图显示了布雷顿循环在温度-熵图上随时间变化的动画。图中的五个循环点分别对应于标记为“T,s 1”至“T,s 5”的传感器测量值。