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专利号: 201510336544X
申请人: 江苏大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2024-10-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种分析核主泵液相运行性能的映射曲线构造方法,其特征在于,包括:步骤1:为了构造映射曲线,本专利从泵的相似理论出发进行推导,得到合适的曲线横坐标、纵坐标;

步骤2:进行核主泵模型泵实验,采集原始数据,严格按照实验标准搭建实验台,对正转水泵工况、正转正流制动工况、正转逆流制动工况、反转水泵工况、反转正流制动和反转逆流制动工况进行实验,采集转速、流量、扬程、扭矩的数据;

步骤3:建立两个坐标系,分别为扬程映射曲线坐标系和扭矩映射曲线坐标系;

步骤4:将实验数据按照步骤3中映射坐标系的纵横坐标进行处理,根据所得纵横坐标值在相应坐标系中标出点,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线;

步骤5:将如上所得的曲线进行处理,保留横坐标在区间[-1,1]的曲线,去除横坐标在区间(-∞,-1)∪(1,+∞)的曲线,完成扬程映射曲线和扭矩映射曲线的构造;

步骤6:利用映射曲线进行核主泵性能的分析,根据核主泵模型泵在某一工况点下的扬程、扭矩推算核主泵实型泵在该工况点下的扬程和扭矩。

2.如权利要求1所述的构造方法,其特征在于,所述步骤3进一步包括:2

扬程映射曲线坐标系的横坐标为α/β或者β/α,纵坐标为γ/β(当横坐标取α/2

β时)或者γ/α(当横坐标取β/α时)。扭矩映射曲线的横坐标为α/β或者β/α,

2 2

纵坐标为θ/β(当横坐标取α/β时)或者θ/α(当横坐标取β/α时);

其中

式中:

α——流量映射因数

β——转速映射因数;

γ——扬程映射因数;

θ——扭矩映射因数;

Q——流量,米3/小时;

n——转速,转/分;

H——扬程,米;

M——扭矩,牛·米;

QN——额定流量,米3/小时;

nN——额定转速,转/分;

HN——额定扬程,米;

MN——额定扭矩,牛·米。

3.如权利要求1所述的构造方法,其特征在于,所述步骤4进一步包括:步骤4.1:构造扬程映射曲线。扬程映射曲线可以细分为八段,分别命名为HBN、HBD、 HBR、HBT、HAN、HAD、HAR、HAT,其中H代表扬程,B和A分别代表两个坐标系,第三个字母表2

示工况。扬程映射曲线是将两个坐标系(其一,横坐标为α/β,纵坐标为γ/β,在该坐2

标系绘制的曲线有HBN、HBD、HBR、HBT;其二,横坐标为β/α,纵坐标为γ/α,在该坐标系绘制的曲线有HAN、HAD、HAR、HAT)中的曲线合在一起;

绘制曲线HBN:将正转水泵工况、正转正流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,2

纵坐标为γ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HBN;

2

绘制曲线HBD:将正转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,纵坐标为γ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HBD;

绘制曲线HBR:将反转水泵工况、反转正流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,2

纵坐标为γ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HBR;

2

绘制曲线HBT:将反转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,纵坐标为γ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HBT;

绘制曲线HAN:将正转水泵工况、正转正流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,2

纵坐标为γ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HAN;

2

绘制曲线HAD:将正转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,纵坐标为γ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HAD;

绘制曲线HAR:将反转水泵工况、反转正流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,2

纵坐标为γ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HAR;

2

绘制曲线HAT:将反转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,纵坐标为γ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线HAT;

步骤4.2:构造扭矩的工况映射曲线。扭矩的工况映射曲线可以细分为八段,分别命名为MBN、MBD、MBR、MBT、MAN、MAD、MAR、MAT。扭矩工况映射曲线是将两个坐标系(其一,横坐2

标为α/β,纵坐标为θ/β,在该坐标系绘制的曲线有MBN、MBD、MBR、MBT;其二,横坐标为2

β/α,纵坐标为θ/α,在该坐标系绘制的曲线有MAN、MAD、MAR、MAT)中的曲线合在一起。

曲线名称中,M代表扬程,B和A分别代表两个坐标系,第三个字母表示工况;

绘制曲线MBN:将正转水泵工况、正转正流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,2

纵坐标为θ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MBN;

2

绘制曲线MBD:将正转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,纵坐标为θ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MBD;

绘制曲线MBR:将反转水泵工况、反转正流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,2

纵坐标为θ/β进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MBR;

2

绘制曲线MBT:将反转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为α/β,纵坐标为θ/β进行 处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MBT;

绘制曲线MAN:将正转水泵工况、正转正流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,2

纵坐标为θ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MAN;

2

绘制曲线MAD:将正转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,纵坐标为θ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MAD;

绘制曲线MAR:将反转水泵工况、反转正流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,2

纵坐标为θ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MAR;

2

绘制曲线MAT:将反转逆流制动工况的实验数据按照横坐标为β/α,纵坐标为θ/α进行处理,根据所得纵横坐标值在该坐标系中标出,按照Hermite插值原理连接各点得到光滑曲线MAT。

4.如权利要求1所述的构造方法,其特征在于,所述步骤6进一步包括:步骤6.1:根据核主泵模型泵在某一工况点下的扬程推算核主泵实型泵在该工况点下的扬程;

步骤6.1.1:用模型泵在该工况点下的实验数据计算该工况点的α/β值。当α/β<1时,按照横坐标α/β的值在该工况点所在工况对应的扬程映射曲线上找到纵坐标值2

γ/β,通过特定的公式求出核主泵实型泵在该工况点下的扬程;

步骤6.1.2:用模型泵在该工况点下的实验数据计算该工况点的α/β值。当α/β>

1时,求出β/α的值,按照横坐标β/α的值在该工况点所在工况对应的扬程映射曲线上2

找到纵坐标值γ/α,通过特定的公式求出核主泵实型泵在该工况点下的扬程;

步骤6.2:根据核主泵模型泵在某一工况点下的扭矩推算核主泵实型泵在该工况点下的扭矩;

步骤6.2.1:用模型泵在该工况点下的实验数据计算该工况点的α/β值。当α/β<1时,按照横坐标α/β的值在在该工况点所在工况对应的扭矩映射曲线上找到纵坐标2

值θ/β,通过特定的公式求出核主泵实型泵在该工况点下的扭矩;

步骤6.2.2:用模型泵在该工况点下的实验数据计算该工况点的α/β值。当α/β>

1时,求出β/α的值,按照横坐标β/α的值在该工况点所在工况对应的扭矩映射曲线上2

找到纵坐标值θ/α,通过特定的公式求出核主泵实型泵在该工况点下的扭矩。

5.如权利要求4所述的构造方法,其特征在于,所述步骤6.1.1通过以下公式实现:其中

式中:

HR——核主泵实型泵的扬程,米;

βR——核主泵实型泵的转速映射因数;

nR——核主泵实型泵的转速,转/分;

nNR——核主泵实型泵的额定工况转速,转/分;

HNR——核主泵实型泵的额定工况扬程,米。

6.如权利要求4所述的构造方法,其特征在于,所述步骤6.1.2通过以下公式实现:其中

式中:

αR——核主泵实型泵的流量映射因数;

3

QR——核主泵实型泵的流量,米 /小时;

3

QNR——核主泵实型泵的额定工况流量,米 /小时。

7.如权利要求4所述的构造方法,其特征在于,所述步骤6.2.1通过以下公式实现:其中

式中:

MR——核主泵实型泵的扭矩,牛·米;

MNR——核主泵实型泵的额定工况扭矩,牛·米;

3

ρS——核主泵模型泵工作介质密度,千克/米 ;

3

ρR——核主泵实型泵工作介质密度,千克/米 。

8.如权利要求4所述的构造方法,其特征在于,所述步骤6.2.2通过以下公式实现:其中