(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210977690.0 (22)申请日 2022.08.15 (71)申请人 中国航发沈阳发动机 研究所 地址 110015 辽宁省沈阳市沈河区万 莲路1 号 (72)发明人 吉思环　刘永泉　李焦宇　赵伟辰　 刘亚君　 (74)专利代理 机构 北京航信高科知识产权代理 事务所(普通 合伙) 11526 专利代理师 刘传准 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 17/10(2006.01) G06F 119/08(2020.01) G06F 111/10(2020.01) (54)发明名称 一种基于变比热计算的高压涡轮效率评估 方法及装置 (57)摘要 本申请属于发动机试验技术领域， 具体涉及 一种基于变比热计算的高压涡轮效率评估方法 及装置。 该方法包括步骤S1、 根据高压涡轮效率 公式计算第一高压涡轮效率初猜值； 步骤S2、 将 高压涡轮自进口至出口划分为多个小涡轮， 确定 每个小涡轮的进口总温与出口总温； 步骤S3、 计 算各小涡轮的绝热指数； 步骤S4、 确定各小涡轮 的出口总压； 步骤S5、 重复上述步骤， 直至计算出 最后一个小涡轮的出口总压； 步骤S6、 确定最后 一个小涡轮的出口总压相对于高压涡轮出口总 压的变化率， 若变化率大于预设值， 则更新第一 高压涡轮效率初猜值， 直至所述变化率小于预设 值。 本申请实现了高压涡轮效率的变比热比计 算， 极大的提高了高压涡轮效率的计算精度。 权利要求书3页 说明书6页 附图1页 CN 115292946 A 2022.11.04 CN 115292946 A 1.一种基于变比热计算的高压涡轮效率评估方法， 其特 征在于， 包括： 步骤S1、 根据高压涡轮效率公式计算第一高压涡轮效率初猜值ηTH， 根据高压涡轮进口 空气流量和燃油流 量计算出油气比； 步骤S2、 将所述高压涡轮自进口至出口划分为多个小涡轮， 根据高压涡轮的进口总温 及出口总温， 按等间隔降温原则确定每 个小涡轮的进口总温Tin(i)与出口总温Tout(i)； 步骤S3、 根据第i个小涡轮的进口总温Tin(i)和所述油气比确定第i个小涡轮的绝热指 数kg(i)； 步骤S4、 确定第i个小涡轮的涡轮效率ηTH(i)， 并基于第i个小涡轮的进口总温Tin(i)、 出 口总温Tout(i)及进口总压Pin(i)确定第i个小涡轮的出口总压Pout(i)， 其中， 第一个小涡轮 的进口总压为高压涡轮的进口总压P4， 第i个小涡轮的出口总压为第i+1个小涡轮的进口总 压； 步骤S5、 重复步骤S2 ‑S4， 直至计算出最后一个小涡轮的出口总压Pout(num)， 并赋值给 第一变量P5out； 步骤S6、 确定最后一个小涡轮的出口总 压Pout(num)相对于高压涡轮出口总 压P5的变化 率， 若所述变化率小于预设值， 则将步骤S1给定的第一高压涡轮效率初猜值作为高压涡轮 效率的最终值， 否则， 更新步骤S1的第一高压涡轮效率初猜值， 重复上述步骤， 直至所述变 化率小于预设值。 2.如权利要求1所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估方法， 其特征在于， 步骤S2 中， 第i个小涡轮的进口总温Tin(i)为第i‑1个小涡轮的出口总温， 第 i个小涡轮的出口总温 Tout(i)为： Tout(i)＝T4‑ΔT*i； 其中， T4为高压涡轮进口总温， ΔT＝(T5‑T4)/num， 其中， T5为高压涡轮出口总温， num为 高压涡轮划分的小涡轮 个数。 3.如权利要求1所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估方法， 其特征在于， 步骤S4 中， 确定第i个小涡轮的出口总压Pout(i)为： 4.如权利要求1所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估方法， 其特征在于， 步骤S6 中， 更新所述第一高压涡轮效率初猜 值包括： 步骤S61、 设定第二高压涡轮效率初猜值ηTHtmp为所述第一高压涡轮效率初猜值的设定 倍数； 步骤S62、 根据所述第二高压涡轮效率初猜值 ηTH， 进行步骤S2 ‑S5的内循环， 确定最后一 个小涡轮的出口总压， 并赋值给第二变量P5outtmp； 步骤S63、 更新所述第一高压涡轮效率初猜 值， 并执行步骤S2 ‑S6的外循环： 其中， ηTH(new)为新的第一高压涡轮效率初猜 值。 5.如权利要求1所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估方法， 其特征在于， 步骤权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115292946 A 2S61中， 所述设定倍数为1.01倍。 6.一种基于变比热计算的高压涡轮效率评估 装置， 其特 征在于， 包括： 效率及油气比计算模块， 用于根据高压涡轮效率公式计算第一高压涡轮效率初猜值 ηTH， 根据高压涡轮进口空气流 量和燃油流 量计算出油气比； 高压涡轮划分模块， 用于将所述高压涡轮自进口至出口划分为多个小涡轮， 根据高压 涡轮的进口总温及出口总温， 按等间隔降温原则确定每个小涡轮的进口总温Tin(i)与出口 总温Tout(i)； 小涡轮绝热指数计算模块， 用于根据第i个小涡轮的进口总温Tin(i)和所述油气比确定 第i个小涡轮的绝热指数kg(i)； 各小涡轮出口总压计算模块， 用于确定第i个小涡轮的涡轮效率ηTH(i)， 并基于第i个小 涡轮的进口总温Tin(i)、 出口总温Tout(i)及进口总压Pin(i)确定第i个小涡轮的出口总压 Pout(i)， 其中， 第一个小涡轮的进口总压为高压涡轮的进口总压P4， 第i个小涡轮的出口总 压为第i+1个小涡轮的进口总压； 最后一个小涡轮出口总压计算模块， 用于重复调用上述模块， 直至计算出最后一个小 涡轮的出口总压Pout(num)， 并赋值给第一变量P5out； 基于残差的循环控制模块， 用于确定最后一个小涡轮的出口总压Pout(num)相对于高压 涡轮出口总压P5的变化率， 若所述变化率小于预设值， 则将给定 的第一高压涡轮效率初猜 值作为高压涡轮效率的最 终值， 否则， 更新所述第一高压涡轮效率初猜值， 直至所述变化率 小于预设值。 7.如权利要求6所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估装置， 其特征在于， 所述高 压涡轮划分模块中， 第 i个小涡轮的进口总温Tin(i)为第i ‑1个小涡轮的出口总温， 第i个小 涡轮的出口总温Tout(i)为： Tout(i)＝T4‑ΔT*i； 其中， T4为高压涡轮进口总温， ΔT＝(T5‑T4)/num， 其中， T5为高压涡轮出口总温， num为 高压涡轮划分的小涡轮 个数。 8.如权利要求6所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估装置， 其特征在于， 所述各 小涡轮出口总压计算模块中， 确定第i个小涡轮的出口总压Pout(i)为： 9.如权利要求6所述的基于变比热计算的高压涡轮效率评估装置， 其特征在于， 所述基 于残差的循环控制模块包括： 第二高压涡轮效率初猜值设定单元， 用于设定第二高压涡轮效率初猜值 ηTHtmp为所述第 一高压涡轮效率初猜 值的设定倍数； 内循环单元， 用于根据所述第二高压涡轮效率初猜值ηTH， 确定最后一个小涡轮的出口 总压， 并赋值给第二变量P5outtmp； 外循环单 元， 用于更新所述第一高压涡轮效率初猜 值： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115292946 A 3