[發明專利]離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法、裝置及存儲介質

有效

• 申請號: 201710547386.1
• 申請日: 2017-07-06
• 公開（公告）號: CN107194198B
• 公開（公告）日: 2020-02-18
• 發明（設計）人: 盧傅安;楊樹華;李云;孫博;王金生;趙強;孫昊強;伊洪麗;李健偉;趙揚
• 申請（專利權）人: 沈陽透平機械股份有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06F111/10
• 代理公司: 北京中強智尚知識產權代理有限公司 11448
• 代理人: 王書彪;劉艷芬

1.一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法，其特征在于，包括：

分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力，具體包括：根據葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力；

根據葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力；

根據所述離心力和所述壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力；

根據葉輪進出口氣體軸向動量變化、葉輪運行工況點的流量系數、葉輪高效點的流量系數、葉輪外徑、葉輪馬赫數、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體，確定葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；

依據所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力，具體包括：將所述第三軸向推力減去所述第一軸向推力，再減去所述第二軸向推力，然后再減去所述第四軸向推力，最后得到的差值作為葉輪軸向總推力。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力，具體包括：

以葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪前隔套直徑、葉輪沿徑向的最大靜壓、葉輪入口靜壓沿徑向分布、葉輪的機器馬赫數、葉輪的參考機器馬赫數為參數，利用第一預定公式，計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一預定公式為其中，D_1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，D_j為葉輪前隔套直徑，p₀為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζ_in(r)為葉輪入口靜壓沿徑向分布，Ma為葉輪的機器馬赫數，Ma_ref為葉輪的參考機器馬赫數，F₁為所述第一軸向推力。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力，具體包括：

以葉輪直徑、葉輪口圈密封臺階最大直徑、輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規律、葉輪的機器馬赫數、葉輪的參考機器馬赫數為參數、葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪沿徑 向的最大靜壓、葉輪出口靜壓、葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規律為參數，利用第二預定公式，計算葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力。

5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，所述第二預定公式為其中，D₂為葉輪直徑，D_1u為葉輪口圈密封臺階最大直徑，β_out為輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數，p_f為葉輪出口靜壓，ζ_sout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規律，Ma為葉輪的機器馬赫數，Ma_ref為葉輪的參考機器馬赫數，D_1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，P₀為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζ_sout(r_1u)為葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規律，F₂為所述第二軸向推力。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，根據所述離心力和所述壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力，具體包括：

以葉輪直徑、葉輪后隔套直徑、輪盤外側間隙入口靜壓修正系數、葉輪出口靜壓、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規律、葉輪的機器馬赫數、葉輪的參考機器馬赫數為參數，利用第三預定公式，計算葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力。