[發明專利]一種用于描述離心泵正轉逆流制動工況外特性的數學模型

在審

• 申請號: 201611114118.2
• 申請日: 2016-12-07
• 公開（公告）號: CN107299904A
• 公開（公告）日: 2017-10-27
• 發明（設計）人: 朱榮生;劉永;楊愛玲
• 申請（專利權）人: 江蘇國泉泵業制造有限公司
• 主分類號: F04D15/00
• 分類號: F04D15/00;F04D1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種用于描述離心泵外特性的數學模型，特別涉及一種用于描述離心泵正轉逆流制動工況外特性的數學模型。

背景技術

離心泵是一種常見的通用機械，廣泛應用于工業、農業和市政工程當中，應用場合較多，除了頻繁使用的正常水泵工況外，離心泵的正轉逆流制動工況也是一種重要工況，在事故或者某些特定使用環境下，正轉逆流制動工況時有發生。目前行業內對離心泵正轉逆流制動工況外特性數學模型方面的研究較少。為了為工程應用和產品提供更多的理論依據，本發明結合流體力學和數學原理，提出了一種用于描述離心泵正轉逆流制動工況的數學模型。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種優良的數學模型，用來描述離心泵在正轉逆流制動工況下的外特性，為離心泵的應運與開發設計提供理論依據。本發明人根據大量試驗數據，結合流體力學和數學原理，得到了一種滿足研究、工程要求的數學模型，經多次實踐檢驗，該數學模型對離心泵正轉逆流制動工況外特性的描述是比較準確的。

本發明所采用的技術方案是：

(1)一種用于描述離心泵正轉逆流制動工況外特性的數學模型，其特征在于，通過離心泵實型泵試驗獲得大量準確的試驗數據，根據試驗數據求出數學模型中的未知系數進而得到一個確切的數學模型，確切的數學模型可以準確描述該離心泵在正轉逆流制動工況下的外特性并能較準確地預測試驗范圍以外工況點處的外特性，本發明提出的數學模型為：

(1)

式中：

a、b、c、d、f、g、p、k、l、、n、r、s——數學模型系數；

Q——流量，立方米/小時；

Q_N——混流泵的額定流量，立方米/小時；

H——揚程，米；

H_N——混流泵的額定揚程，米；

M——扭矩，?！っ?；

M_N——混流泵的額定扭矩，?！っ?；

q——無因次化的流量，等于Q/Q_N，無量綱；

y——在描述揚程H隨流量Q變化時y代表h，當描述扭矩M隨流量Q變化時y代表m，無量綱；

h——無因次化的揚程，等于H/H_N，無量綱；

m——無因次化的扭矩，等于M/M_N，無量綱；

將正轉逆流制動工況的試驗數據代入式(1)可以求出所有數學模型系數的確切數值：

將正轉工況試驗數據代入計算系數如下——

(2)

式中y₁，y₂,……，y₁₃，q₁，q₂,……，q₁₃為13組試驗數據值，求出a_i、b_i、c_i、d_i、f_i、g_i、p_i、k_i、l_i、t_i、n_i、r_i、s_i(其中i＝1,2,3)的確切數值即可得到描述該離心泵正轉逆流制動工況外特性的確定方程。

(2)離心泵實型泵試驗中所用的離心泵比轉速n_s介于10到300之間，試驗時離心泵設置為正轉，使用增壓裝置迫使流體從離心泵出口流入并從入口流出。

(3)為了確保試驗數據盡可能精確，同時為了有足夠的試驗數據求解數學模型中的未知系數，試驗須要按照下述幾點操作：

a每次調整試驗流量后，須要保證試驗系統在該流量下運行30s之后再進行數據采集；

b相鄰兩次試驗的流量間隔要均勻,所有試驗點的流量值應該呈等差數列；

c應該在至少26個不同流量下進行試驗，獲得至少26組試驗數據，從中選擇誤差較小的13組數據用于計算數學模型中的系數。

根據上述步驟，可以得到一種用于描述離心泵正轉逆流制動工況外特性的數學模型，該模型是根據大量試驗數據，結合流體力學和數學原理建立的，模型中的未知系數可以使用試驗獲得的真實數據擬合求得，這都使得最終確定的數學模型精度較高。本發明填補了目前尚無描述離心泵正轉逆流制動工況外特性數學模型的空白，為進一步使用數學工具研究離心泵正轉逆流制動工況提供了重要的必要條件。

附圖說明