[發(fā)明專利]一種離心泵氣液兩相流全特性分析方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201510348702.3
• 申請日: 2015-06-23
• 公開（公告）號: CN104895796B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 朱榮生;王學(xué)吉;付強;王秀禮;劉永;張本營
• 申請（專利權(quán)）人: 江蘇大學(xué)
• 主分類號: F04D1/00
• 分類號: F04D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種離心泵全特性分析方法，特別涉及一種離心泵氣液兩相流全特性分析方法。

背景技術(shù)

離心泵的種類繁多，是流體機械中重要的泵類產(chǎn)品，在給水排水、農(nóng)田灌溉、能源工程、固體顆粒液體輸送工程、航空航天、航海工程和石油化工等國民經(jīng)濟部門都有廣泛的應(yīng)用。

離心泵在實際的運行過程中常會出現(xiàn)全特性工況運行的現(xiàn)象。例如在幾臺泵并聯(lián)運行的泵站中某一臺泵非正常停機、抽水蓄能泵在泵和水輪機等不同工況以及核電站一回路或者二回路失水事故等情況下，都會發(fā)生離心泵在全特性工況運行的現(xiàn)象。同時在石油、化工、核能、冶金等行業(yè)，離心泵抽送氣液兩相介質(zhì)的情況非常普遍，離心泵對氣液兩相介質(zhì)的輸送能力，是其性能考核的重要指標。但是目前對于離心泵在氣液兩相流全特性工況的研究還存在諸多不足之處，因此急需一種能滿足離心泵氣液兩相流全特性分析的方法。

現(xiàn)有專利號為201010176073.8，名稱為“一種新的泵站水泵特性曲線確定方法及系統(tǒng)”中提出通過泵站運行歷史數(shù)據(jù)，應(yīng)用泵站水泵特性曲線確定算法確定泵站內(nèi)各水泵特性曲線。不需要對泵站內(nèi)各泵組進行專門測試實驗，只需采集并應(yīng)用泵站日常運行歷史數(shù)據(jù)就可確定水泵特性曲線，這樣不僅節(jié)省了水泵測試費用及減輕對泵站設(shè)備的損害而且減少了對用水用戶的影響。但是在該專利中未對獲得的水泵特性曲線進行實際應(yīng)用，未使用特性曲線對泵的性能進行預(yù)測?，F(xiàn)有專利號為200820122900.3，名稱為“一種潛水兩相流泵”中公開了一種潛水兩相流泵，包括潛水電機、兩相流泵、油室、油水檢測裝置及機械密封裝置。在該兩相流泵中通過將攪拌輪直接聯(lián)結(jié)在軸的下端，不僅簡化了泵的結(jié)構(gòu)，并增加了聯(lián)結(jié)的強度。通過對結(jié)構(gòu)的改進改善了軸承的受力，提高了效率。但該專利只對兩相流泵的結(jié)構(gòu)提出了改進的方法，未對兩相流泵在實際運行過程中的性能作出分析?，F(xiàn)有專利號為200810224250.8，名稱為“兩相流泵葉輪的設(shè)計方法”中公開了一種兩相流泵葉輪的設(shè)計方法，通過此設(shè)計方法設(shè)計的半扭曲葉片可使水力損失和摩擦損失比圓柱葉片小，降低泵的振動和噪音，不僅提高了泵的效率、延長了葉輪的使用壽命，而且使泵的運行更加平穩(wěn)。但該專利仍存在以下不足之處：本專利只涉及兩相流泵葉輪的設(shè)計方法，未對兩相流泵在實際運行過程的性能特性進行描述，無法對泵的運行特性進行預(yù)測?，F(xiàn)有專利號為97201069.6，名稱為“氣液兩相離心泵”中涉及一種氣液兩相離心泵，其特征在于在葉輪的后蓋板上有通氣孔，蝸殼的后蓋側(cè)連接有具有空腔的氣液分離室，空腔在中心部分與蝸殼連通并在外徑上具有出氣口，因此泵流道不會被堵塞，達到連續(xù)輸送含氣流體的目的。該專利僅僅在結(jié)構(gòu)上對氣液兩相流泵進行了改進，并沒有涉及氣液兩相流泵的實際運行特性的分析，無法預(yù)測兩相流泵在實際運行過程性能參數(shù)的變化。

從上述對已有相關(guān)專利分析可以看出，已有技術(shù)雖然能解決一些關(guān)于氣液兩相流泵水力部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計，以及特性曲線的獲取等。但在對離心泵的氣液兩相流全特效分析方面均不能滿足要求，因此提出一種離心泵氣液兩相流全特性曲線分析方法，實現(xiàn)離心泵在所有工況下性能特性分析，并能滿足計算機程序要求，十分必要。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供了一種離心泵全特性分析方法。這種分析方法主要用來分析離心泵在氣液兩相流時的性能特性。首先通過試驗獲得離心泵在不同比轉(zhuǎn)數(shù)下的全特性曲線，然后采用特定的數(shù)學(xué)方法對得到的離心泵全特性曲線進行轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后的曲線稱為無因次曲線。離心泵無因次曲線采用無因次流量q，無因次轉(zhuǎn)速a，無因次揚程h，無因次水力扭矩t等參數(shù)來表示離心泵全特性性能。無因次流量q，無因次轉(zhuǎn)速a，無因次揚程h，無因次水力扭矩t等參數(shù)由以下公式定義：

q＝Q/Q_R(1)

a＝N/N_R(2)

h≡H/H_R(3)

t≡T_H/T_R (4)

式中：

q-無因次流量；

a-無因次轉(zhuǎn)速；

Q-運行工況的流量，米³/小時；

Q_R-額定工況的流量，米³/小時；

N-轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

N_R-額定轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)/分；

h-無因次揚程；

H-揚程，米；

H_R-額定揚程，米；

t-無因次水力扭矩；

T_H-水力扭矩，牛頓·米；