氢燃料涡扇发动机的㶲分析与优化设计
系统与控制
2022-08-19 v1 神经与进化计算
系统与控制
摘要
在本研究中，分析了进气冷却和燃料类型对GENX 1B70发动机在起飞和设计点两种状态下推力比油耗(TSFC)、热效率和㶲效率、熵产率以及氮氧化物排放强度指数(SNOx)等性能参数的影响。结果表明，在设计工况下进气温度降低20度并使用JP10燃料时，发动机的热效率、熵产率、推力和燃油质量流量以及TSFC分别提高1.85%、16.51%、11.76%、10.53%和2.15%，而SNOx和㶲效率分别降低2.11%和26.60%。此外，基于遗传算法，以氢气为燃料，以推力最大化、热效率最大化和推进效率最大化为三个独立目标函数，对GENX 1B70发动机循环在设计点工况下进行了优化。基于经济性和㶲-环境性方法，采用TOPSIS算法从最优状态中选取了最佳循环。在设计工况下，基于经济性方法选取的循环相较于基础发动机的熵产率、氮氧化物产率和TSFC分别变化+18.89%、+10.01%和-0.21%，而基于㶲-环境性方法选取的循环分别变化-54.03%、-42.02%和+21.44%。
引用
@article{arxiv.2208.08890,
title = {Energy-Exergy Analysis and Optimal Design of a Hydrogen Turbofan Engine},
author = {Mohammadreza Sabzehali and Somayeh Davoodabadi Farahani and Amir Mosavi},
journal= {arXiv preprint arXiv:2208.08890},
year = {2022}
}
备注
30 pages, 11 figures