[發明專利]基于徑向力多工況核電用泵環形泵殼水力設計方法

有效

• 申請號: 201410441733.9
• 申請日: 2014-09-01
• 公開（公告）號: CN104314870B
• 公開（公告）日: 2017-01-18
• 發明（設計）人: 王秀禮;尹庭赟;袁壽其
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/40
• 分類號: F04D29/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于徑向力核電用泵環形泵殼水力設計方法，其特征在于，

葉輪中心線向下偏離環形壓出室中心線設置，設偏心為Δ，利用偏心所形成的壓力來平衡與出口相對位置處的徑向壓力；

定義：環形泵殼出口兩側因葉輪偏心設置所導致的在開口兩側產生的徑向壓力區域分別為偏心內壁區域面積S₁、S₂，與環形泵殼出口相對的內壁的區域的面積為S₃，S₁、S₂兩處的壓力在水平方向的分力相互抵消，合力的方向豎直向上，用以平衡S₃處的壓力；設：分別用面積S₁﹑S₂﹑S₃近似表示三處區域的在豎直方向上的受力；

即0.9S₃≤S₂+S₁≤1.1S₃???(1)

S₃區域的豎直向下的壓力為：

S₃＝π·(R²-r²)×θ/180°-2×1/2×Δ·r·sin(180°-θ-α)???(2)

S₁、S₂區域的豎直向上的合力為：

式中：

R——環形壓出室內徑；

r——導葉外徑；

θ——環形壓出室出口所對應的圓心角的一半；

Δ——葉輪中心線偏離環形壓出室中心線的值；

α、β、γ——中間變量，sinα＝sinθ×Δ/r，sinγ＝Δ/r，β＝180°-2γ；

使所述偏心Δ滿足關系式(1)。

2.根據權利要求1所述的基于徑向力核電用泵環形泵殼水力設計方法，其特征在于，

選取從小到大的三個運行工況點：(Q₁，H₁)、(Q₂，H₂)、(Q₃，H₃)，且以工況點(Q₂，H₂)為最優工況點；

最優工況點(Q₂，H₂)下：

S₃區域的豎直向下的壓力、S₁、S₂區域的豎直向上的合力分別為式(1)、式(2)，偏心Δ滿足式(1)；

在非最優工況下(Q₁，H₁)、(Q₃，H₃)工況條件下，葉輪的偏心分別為：

Δ1=H2/H1Q1/Q2·Δ---(4)]]>

Δ3=H2/H3Q3/Q2·Δ---(5)]]>

為了減少環形壓出室出口結構對應的缺少的部分引起的流動紊亂所造成的損失，利用葉輪中心線偏離環形壓出室中心線使得流道減小來與抵消流動紊亂的損失，定義擴散段出口對應的偏心區域的面積為S₄，擴散段進口對應的缺少部分面積S₅；并近似用面積S₄﹑S₅分別表示擴散段出口對應的偏心區域的壓強、擴散段進口對應的泵殼面積處的壓強，

即：S₄＝S₅???(6)

S₄﹑S₅兩處的壓強分別為：

S₄＝2×Δ×r×sinδ???(7)

式中：

R——環形壓出室內徑；

r——導葉外徑；

θ——環形壓出室出口所對應的圓心角的一半；

Δ——葉輪中心線偏離環形壓出室中心線的值；

α、β、γ——中間變量，sinα＝sinθ×Δ/r，sinγ＝Δ/r，β＝180°-2γ；

δ——中間變量，

ζ＝D_d－2×L·tanψ，其中：ψ為擴散角，取值范圍為ψ＝8°～12°；L為擴散管高度；D_d為排出口徑；

三個運行工況(Q₁，H₁)、(Q₂，H₂)、(Q₃，H₃)條件下的葉輪中心線偏離環形泵殼的環形壓出室中心線的值Δ’，應滿足式(1)、(4)、(5)所確定的偏心的并集與式(6)所確定的偏心的交集。