牵牛星热解决方案产品经理Aditya Jayanthi

在涡轮机械工业中，Thermo流体系统设计是一个创造性的过程，以解决新的或存在的问题，这些问题通常是复杂的流体流动性质，以及管理系统的热量和传质机制。这是一个非常重要的任务，因为它导致新的和改进的设计。它通常涉及具有多种可能性的开放式解决方案，并且与分析形成鲜明对比，这导致独特，定义，闭合的结果。因此，热流体系统设计通常涉及考虑许多不同的解决方案，并找到满足给定问题的可接受的结果。合成将多种不同的分析和信息类型聚集在一起，从而形成系统设计中的重要方面。下面图1概述了涡轮机械公司采用的常见做法，以实现热流体系统应用的高效自动化，控制和优化。bob电竞官方

由于…全世界竞争以及开发新的，改进和更高效的燃气轮机的需求，越来越强调的是热流体系统设计。Altair Flow Simulator.提供给牵牛星客户，为燃气轮机行业热流体系统应用的快速设计提供了一个独特的平台。bob电竞官方Flow Simulator为热流体系统设计提供了如图2所示的各种自动化和优化功能。

此外，流量模拟器还提供了各种控制器，如图3所示，执行几个“如果研究的内容。”控制器用于在求解器运行时更​​改腔室和元件输入。它们使用“仪表”变量“操纵”腔室或元件输入。例如，您可以基于腔室压力（仪表变量）来改变阀门位置（操纵变量）

现有系统设计的修改

在许多涡轮机械应用程序的情况下，现有或可用的组件可以构成新系统设bob电竞官方计的基础，以满足给定的要求和约束。这显然是获得给定问题获得概念设计的最简单方法。这里的主要思想是使用现有系统作为设计的基本框架，并考虑不同组件或系统部分的变化，以满足新的设计条件。系统的整体配置在很大程度上保持不变，只有少数相关组件或子系统。

在图4所示的例子中，比例积分导数(PID)控制器用于目标查找分析，调整孔板面积(单元4)，直到达到目标流量。测量变量设置为元件3(管道)的流量，操作变量设置为元件4 (area)的面积。给出了被操纵变量的最小和最大变量值以及PID控制器所需的整定参数。在这个例子中，除了孔板元件外，系统的大部分保持不变。

图5中所示的另一个例子也是燃气轮机流体系统中的常见应用。这里，前馈控制器根据上游压力调节压力释放值的位置。此示例显示了流模拟器中可用的强大选项，以使用Python脚本定义任何复杂的控制逻辑。

热流体系统设计的概率分析

概率分析是热流体系统的设计和优化中最重要的元素之一。通常，实际热流体系统的原型的实验非常昂贵且耗时。基于给定系统的模型必须依赖模拟，以在不同条件下获得有关系统行为的所需信息。通过验证模型，在模型和物理系统之间建立一对一的对应。然后从模型的模拟获得的结果表示实际系统的行为。仿真可用于评估不同的设计，以选择可接受的设计2.在非设计条件下研究系统行为3.确定系统的安全限制4.确定不同设计变量进行优化的效果5.改进或修改现有系统6.调查设计的灵敏度到不同的变量

在图6所示的简单示例中，我们的目的是研究流速变化对孔口压力下降的效果。图中示出了实验设计（DOE）的所有详细步骤。一旦创建了DOE和流模拟器完成运行，用户可以创建传输函数并分析它们。图7显示了实际模型预测与传递函数结果之间的结果的比较，这对于这种简单的模型几乎相同。

预测在非设计条件下的热流体系统的行为，即超出用于设计的值的值，在燃气轮机设计中非常重要。这样的研究提供了有关发动机操作的有价值的信息以及如果在过载或分数负载情况下，它将如何执行其运行的条件。燃气轮机很少在设计条件下运行，并且重要的是确定它们将提供可接受的结果的操作条件范围。由于许多原因（例如能量输入的变化），诸如能量输入的变化的偏差可能发生偏差，随时间的组件的特性变化，环境条件的变化，以及系统上的能量负载转移。在非设计条件下从模拟获得的结果将表示系统的多功能性和鲁棒性。显然希望具有广泛的开发性能令人满意的偏远条件。流量模拟器的任务分析将允许燃气轮机工程师研究所有可能的非设计条件并估算设计的热可靠性。任务分析面板的示例如图8所示。

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