[發(fā)明專利]一種飽和功率特性離心葉輪幾何參數(shù)的迭代計算方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811132926.0
• 申請日: 2018-09-27
• 公開（公告）號: CN109446576B
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 嚴(yán)敬;楊小林;符杰
• 申請（專利權(quán)）人: 西華大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17
• 代理公司: 成都金英專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51218
• 代理人: 袁英

1.一種飽和功率特性離心葉輪幾何參數(shù)的迭代計算方法，其特征在于：它根據(jù)Stodola以勢流理論導(dǎo)出的離心泵基本方程，當(dāng)離心泵的水功率P達最大值時，反解出離心葉輪幾何參數(shù)，此時設(shè)定葉輪旋轉(zhuǎn)角速度及抽送介質(zhì)重度為常數(shù)ω﹑γ，且葉輪通過的理論流量Q_d為給定設(shè)計點理論流量Q_Td，葉輪產(chǎn)生的理論揚程H_T為設(shè)計點給定理論揚程H_Td，其中在反解離心葉輪的幾何參數(shù)時采用迭代求解的計算方法；

根據(jù)Stodola的離心泵基本方程導(dǎo)出，當(dāng)水功率有最大值時：

理論揚程：

同時得到水功率：

假定葉輪幾何參數(shù)及γ、ω是給定常數(shù)，上述方程表明，H_T和P分別是Q_T的一次及二次函數(shù)，現(xiàn)將上述式中的所含常數(shù)的兩個組合值記為常數(shù)k和a，即令

可簡化為：

H_T＝-kQ_T+a

P＝γ(-kQ_T²+aQ_T)

取兩個特定值a＝2H_Td，得到

其中，H_T為理論揚程，P為水功率，R₂為葉輪半徑，b₂為葉輪出口寬度，Z為葉片數(shù)，β₂為葉片出口安放角，ψ₂為葉片出口安放角，D₀為葉輪進口直徑，且ω為葉輪的旋轉(zhuǎn)角速度；所述反解離心葉輪幾何參數(shù)時采用迭代求解的計算方法，主要包括以下步驟：

S1、確定離心泵的設(shè)計點流量Q_d、揚程H_d和轉(zhuǎn)速n計算泵的比轉(zhuǎn)速n_s，且根據(jù)公式確定b₂﹑ψ₂﹑D₀、Z、ω、水力效率η_h、容積效率η_v、η，同時確定了葉輪在設(shè)計點的理論流量及理論揚程：Q_Td＝Q_d/η_v，H_Td＝H_d/η_h，且機械效率η_m＝η/η_hη_v，其中η為泵設(shè)計的總效率，這樣根據(jù)滿足條件可以求解得到：

S2、利用S1中確定和求得的參數(shù)計算出新的η_v、η_m，如果計算出來的η_v、η_m不等于本輪計算開始根據(jù)經(jīng)驗公式確定的η_v、η_m，應(yīng)轉(zhuǎn)入S3中的計算；

S3、第二輪計算中暫不改變S1中初始確定的η_v值，而把S1中初始確定和計算出的η_m平均值作為第二輪計算初始的機械效率值，并以設(shè)定的泵設(shè)計的總效率值η應(yīng)等于三個分效率之積的原則重新確定第二輪的初始η_h值，重新計算葉輪幾何參數(shù)，直到最后一次計算中初始的和最終的η_m相等為止，在η_m收斂后，在保持η_m不變條件下，同樣以平均η_v值為依據(jù)計算η_m，重復(fù)計算過程，直至最后一次計算中的η_v初始值與最終值相等為止；這樣重復(fù)計算直到最后一次計算中，η_v和η_m的假定值都等于它們的由最后計算所得到的幾何參數(shù)決定的計算值；

S4、輸出最后一次計算確定的葉輪幾何參數(shù)，全部計算結(jié)束。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種飽和功率特性離心葉輪幾何參數(shù)的迭代計算方法，其特征在于：所述迭代計算方法中利用幾何參數(shù)計算η_v時，根據(jù)η_v＝Q_d/Q_Td＝Q_d/(Q_d+q)公式求解，其中q為葉輪前泵腔返回泵入口處的泄漏量。