[發明專利]考慮自然預旋時離心風機葉輪做功能力的一維計算方法

有效

• 申請號: 202010524492.X
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號: CN111680372B
• 公開（公告）日: 2023-06-20
• 發明（設計）人: 韓鳳翚;王哲;李文華
• 申請（專利權）人: 大連海事大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F113/28
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉;李洪福

1.考慮自然預旋時離心風機葉輪做功能力的一維計算方法，包括以下步驟：

S1：考慮實際離心風機中所存在的進口自然預旋對葉輪做功能力的影響，將Stodola處理離心葉輪出口氣流滑移方法應用于葉輪進口；

S2：通過對原有一維計算方法中歐拉方程的簡化周速系數φ_2u進行修正，引入考慮自然預旋影響時的修正周速系數φ′_2u；

所述歐拉方程簡化周速系數的修正方法根據葉輪進口氣流圓周速度v_1u≠0時離心風機的葉輪進口速度三角形對葉輪做功能力傳統一維計算方法中的簡化歐拉方程進行修正，即離心風機葉輪做功能力的新型一維計算公式為：

并提出修正周速系數φ′_2u概念，即

φ′_2u＝φ_2u-(D_in/D_out)²φ_1u；

其中，h_th表示離心風機葉輪對單位質量氣體所做的功，φ′_2u表示修正周速系數，U₂表示葉輪出口的圓周速度，φ_2u表示傳統一維計算方法中離心葉輪出口的簡化周速系數，φ_1u表示離心葉輪進口周速系數，D_in和D_out分別表示離心風機中葉輪的進、出口直徑；

S3：將所述修正周速系數φ′_2u與離心葉輪進出口直徑、進出口葉片安裝角、葉輪葉片數、風機轉速及流量參數進行關聯，建立考慮進口自然預旋時離心風機葉輪做功能力的一維計算方法；

所述修正周速系數φ′_2u與葉輪進出口直徑、進出口葉片安裝角、葉輪葉片數、風機轉速及流量參數的關聯公式為：

φ′_2u＝1-φ_2rcotβ_2A-πsinβ_2A/Z-(D_in/D_out)²πsinβ_1A/Z；

對于離心風機，通常采用Q_v表示容積流量，即修正周速系數還可表為：

或使用環流系數K表示為：

其中，φ_2r表示離心風機的葉輪出口流量系數，Z表示葉輪葉片數，β_1A和β_2A分別表示離心葉輪葉片的進、出口安裝角，b₂表示離心葉輪出口寬度。

2.根據權利要求1所述的考慮自然預旋時離心風機葉輪做功能力的一維計算方法，其特征在于，

所述的考慮自然預旋時離心風機葉輪進口氣流滑移處理方法，假定由葉輪旋轉引起的來流自然預旋通過葉道內部軸向渦流對進口氣流的影響來進行計算評估，其數學物理模型簡化假定包括：

1)葉道內流體流動視為一維流動；

2)葉道內流體無粘性，軸向渦流與葉輪轉速相等，轉向相反；

3)設定Δw_1u及Δv_1u表示軸向渦流在葉輪進口處引起的氣流速度的相對滑移量和絕對滑移量，所述氣流速度滑移可假想為一個小圓的線速度，所述小圓位于葉輪進口邊緣，所述小圓的轉速與所述葉輪轉速相同，所述小圓的轉向與葉輪轉向相反，所述小圓的直徑為葉輪葉道進口的垂直寬度d_in。

3.根據權利要求1所述的考慮自然預旋時離心風機葉輪做功能力的一維計算方法，其特征在于，依據所述的修正周速系數φ′_2u計算公式建立考慮葉輪進口自然預旋時離心風機葉輪做功能力的新型一維計算方法為：