应急柴油发电机组的建模与瞬态仿真
【摘 要】本文建立了某柴油发电机组柴油机的瞬态仿真模型，在Matlab/Simulink仿真平台编制了仿真计算程序，根据核电站反应堆安全停堆的负荷特性，进行了柴油机突加负载瞬态仿真计算，预测了柴油机的转速、喷油量、进气压力以及齿条位置等参数的变化。将计算结果与国外某公司的计算结果进行了对比分析，验证了所建立仿真模型的准确性及实用性。
【关键词】柴油机；发电机组；瞬态；建模；仿真
引言
核电站遇到突发事件时，需要迅速启动柴油应急发电机组，对核反应堆进行及时冷却停堆，以避免重大事故的发生，这对柴油机的加载过程中的负载变化响应提出了严格的要求。在机组设计时，必须根据反应堆安全停堆负荷特性对机组的启动及瞬态加载能力进行模拟。
本文建立了某柴油发电机组柴油机的瞬态仿真模型，在Matlab/Simulink仿真平台编制了仿真计算程序，根据某核电站反应堆安全停堆的运行特性，进行了柴油机加载过程的仿真模拟研究。
1 柴油机仿真的数学模型
1.1 柴油机气缸内的基本方程
假定气缸内的工质在任意时刻都是混合均匀的，各处的压力、温度和成分都相同，则可用压力、温度及质量三个基本参数表示缸内气体的状态，即能量守恒方程、质量守恒方程及状态方程，联立求解可得到气缸内温度Tz对曲轴转角的变化率：
式中Vz为气缸工作容积，Qf为燃料燃烧的放热量，Qw为通过气缸壁的传热量，ms，mz为流入流出气缸的工质质量。
1.2 燃油燃烧放热规律
本文所计算的是中高速柴油机，故选用双韦伯函数代用燃烧放热规律：
双韦伯函数把预混合燃烧与扩散燃烧分开考虑，dx1/d代表预混合燃烧，dx2/d代表扩散燃烧，两种燃烧的持续期分别为zp与zd，τ=zp/2代表预混合燃烧领先角，Qp代表预混合燃烧的燃料分数，Qd代表扩散燃烧的燃料分数，Qp+Qd=1。
1.3 燃烧室周壁的热传导
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