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Cycle de Brayton (turbine à gaz) avec des composants personnels

Cet exemple modélise un groupe auxiliaire de puissance de turbine à gaz basé sur le cycle de Brayton. Les blocs Compressor et Turbine sont des composants personnalisés gazeux de la Foundation Gaz Library Simscape™. La puissance acheminée jusqu’au système est représentée par l'injection de chaleur dans la chambre de combustion. La chimie de la combustion proprement dite n'est pas modélisée. Un seul arbre relie le compresseur à la turbine, de sorte que la puissance émanant de la turbine entraîne le compresseur. Le groupe auxiliaire de puissance est une turbine qui détend encore le flux d'échappement afin de produire une puissance de sortie.

Trois contrôleurs PID régulent la vitesse de l'arbre, la température en entrée de la turbine et la tolérance de pompage du compresseur. Les entrées du système sont définies pour trois scénarios : variation de la vitesse de l'arbre, variation de la tolérance de pompage et variation de l'ouverture de l'aube du groupe auxiliaire de puissance. Lorsque le premier scénario est exécuté, il génère la ligne de fonctionnement standard sur la carte du compresseur. Les deuxième et troisième scénarios quant à eux permettent de localiser la puissance maximale et l'efficacité globale maximale.

Modèle

Sous-système du contrôleur

Résultats de simulation générés par les blocs Scope

Animation des résultats d’enregistrement Simscape

Cette figure présente une animation illustrant le cycle de Brayton sur un diagramme température-entropie au cours du temps. Les cinq points du cycle illustrés sur la figure correspondent aux mesures du capteur appelées « T,s 1 » à « T,s 5 », respectivement.

Résultats de simulation enregistrés par Simscape