Nuevos modelos basados en datos de la tasa de flujo másico y la eficiencia isentrópica de compresores dinámicos
Autores: Fang, Xiande; Fang, Yuxiang; Yang, Yang; He, Zhiqiang; Yang, Bei
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2024
Acceso abierto
Artículo científico
2024
Nuevos modelos basados en datos de la tasa de flujo másico y la eficiencia isentrópica de compresores dinámicos
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Compresores dinámicos
Modelos basados en datos
Tasa de flujo másico
Eficiencia isentrópica
Fórmulas empíricas
Precisión de predicción
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 16
Citaciones: Sin citaciones
Los compresores dinámicos se utilizan ampliamente en muchos sectores industriales, como motores de vehículos aéreos, terrestres y marinos, sistemas de control ambiental (ECS) de aeronaves, aire acondicionado y refrigeración, turbinas de gas, compresión e inyección de gas, etc. Se requieren fórmulas basadas en datos para la tasa de flujo másico y la eficiencia isentrópica de los compresores dinámicos para el diseño, análisis energético, simulación de rendimiento y simulación dinámica orientada al control y/o diagnóstico de dichos compresores y los sistemas relacionados. Este trabajo desarrolla modelos basados en datos para predecir el rendimiento de los compresores dinámicos, incluidos modelos empíricos para la tasa de flujo másico y la eficiencia isentrópica, que tienen alta precisión de predicción y un amplio rango de aplicación. Se eligieron los mapas de rendimiento de dos compresores axiales multietapa de un motor aeroespacial y un compresor centrífugo de un ECS de aeronave para evaluar las fórmulas empíricas existentes y probar los nuevos modelos. Se evaluaron 16 modelos empíricos de tasa de flujo másico y 14 modelos empíricos de eficiencia isentrópica, y los resultados muestran que es necesario desarrollar fórmulas empíricas altamente precisas tanto para la tasa de flujo másico como para la eficiencia isentrópica. Con el método basado en datos, se desarrollan dos modelos empíricos para la tasa de flujo másico y uno para la eficiencia isentrópica. Están en forma general, con algunos términos removibles para simplificarlos mientras se mejora su aplicabilidad y precisión de predicción. Los nuevos modelos tienen una precisión de predicción mucho mayor que los mejores modelos existentes. Los nuevos modelos de tasa de flujo másico predicen para los tres compresores una desviación relativa absoluta media (MAD) no mayor al 1.3%, mientras que los mejores modelos existentes tienen todos una MAD > 2.0%. El nuevo modelo de eficiencia predice para los tres compresores un MAD de 1.0%, 0.4% y 1.9%, respectivamente, mientras que el mejor modelo existente predice para los tres compresores un MAD de 1.8%, 0.8% y 3.2%, respectivamente.
Descripción
Los compresores dinámicos se utilizan ampliamente en muchos sectores industriales, como motores de vehículos aéreos, terrestres y marinos, sistemas de control ambiental (ECS) de aeronaves, aire acondicionado y refrigeración, turbinas de gas, compresión e inyección de gas, etc. Se requieren fórmulas basadas en datos para la tasa de flujo másico y la eficiencia isentrópica de los compresores dinámicos para el diseño, análisis energético, simulación de rendimiento y simulación dinámica orientada al control y/o diagnóstico de dichos compresores y los sistemas relacionados. Este trabajo desarrolla modelos basados en datos para predecir el rendimiento de los compresores dinámicos, incluidos modelos empíricos para la tasa de flujo másico y la eficiencia isentrópica, que tienen alta precisión de predicción y un amplio rango de aplicación. Se eligieron los mapas de rendimiento de dos compresores axiales multietapa de un motor aeroespacial y un compresor centrífugo de un ECS de aeronave para evaluar las fórmulas empíricas existentes y probar los nuevos modelos. Se evaluaron 16 modelos empíricos de tasa de flujo másico y 14 modelos empíricos de eficiencia isentrópica, y los resultados muestran que es necesario desarrollar fórmulas empíricas altamente precisas tanto para la tasa de flujo másico como para la eficiencia isentrópica. Con el método basado en datos, se desarrollan dos modelos empíricos para la tasa de flujo másico y uno para la eficiencia isentrópica. Están en forma general, con algunos términos removibles para simplificarlos mientras se mejora su aplicabilidad y precisión de predicción. Los nuevos modelos tienen una precisión de predicción mucho mayor que los mejores modelos existentes. Los nuevos modelos de tasa de flujo másico predicen para los tres compresores una desviación relativa absoluta media (MAD) no mayor al 1.3%, mientras que los mejores modelos existentes tienen todos una MAD > 2.0%. El nuevo modelo de eficiencia predice para los tres compresores un MAD de 1.0%, 0.4% y 1.9%, respectivamente, mientras que el mejor modelo existente predice para los tres compresores un MAD de 1.8%, 0.8% y 3.2%, respectivamente.