1.本专利将发明一种方法用来分析离心泵在气液两相流时的性能;首先将离心泵的无因次全特性曲线进行划分,q-a坐标系被直角坐标系分为四个象限:第一象限(q≥0,a≥0),正常区域(N);第二象限(q<0,a>0),制动区域(D);第三象限(q≤0,a≤0),水轮机区域(T);第四象限(q>0,a<0):反转区域(R);然后,每个象限又被±45°直线进一步划分为两个区域:
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(a)|q/a|≤1:A区域,X=q/a,YH=h/a ,YT=t/a
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(b)|a/q|≤1:V区域,X=a/q,YH=h/q ,YT=t/q这样,q-a坐标系即离心泵的无因次全特性曲线被分为8个部分,VN、AN、AD、VD、VT、AT、AR和VR;然后将以上八个区域的等扬程和等扭矩曲线通过一定的数学变换方法转化为无因次扬程曲线和无因次扭矩曲线;无因次扬程曲线和无因次扭矩曲线横坐标为q/a或者a/q且只包含(-1,1)区间,这样做利于数据的记录,简化数据的处理,便于计算机的编程;
最后根据相应的公式可以通过模型离心泵的性能参数得到实体离心泵的性能参数。
2.根据权利(1)的要求,无因次流量q,无因次转速a,无因次扬程h,无因次扭矩t,定义如下:q=Q/QR (1)a=N/NR (2)h≡H/HR (3)t≡TH/TR (4)式中:
q-无因次流量;
a-无因次转速;
3
Q-运行工况的流量,米 /小时;
3
QR-额定工况的流量,米 /小时;
N-转速,转/分;
NR-额定转速,转/分;
h-无因次扬程;
H-扬程,米;
HR-额定扬程,米;
t-无因次扭矩;
TH-水力扭矩,牛顿·米;
TR-额定工况下水力扭矩,牛顿·米。
3.根据权利(1)的要求,模型泵和实体泵无因次扬程满足如下关系式:式中:
hp-实体泵无因次扬程;
hm-模型泵无因次扬程;
Hp-实体泵的扬程,米;
HpR-实体泵的额定扬程,米;
Hm-模型泵的扬程,米;
HmR-模型泵的额定扬程,米;
Np-实体泵的转速,转/分;
Nm-模型泵的转速,转/分;
NpR-实体泵的额定转速,转/分;
Dp-实体泵叶轮直径,米;
Dm-模型泵叶轮直径,米;
NmR-模型泵的额定转速,转/分;
ap-实体泵无因次转速,ap≡Np/NpR;
am-模型泵无因次转速,am≡Nm/NmR。
4.根据权利(1)的要求,模型泵和实体泵无因次水力扭矩之间满足如下关系式:式中:
tHp-实体泵的无因次水力扭矩;
tHm-模型泵的无因次水力扭矩;
THpR-实体泵的额定水力扭矩,牛顿·米;
THmR-模型泵的额定水力扭矩,牛顿·米;
3
ρpR-实体泵额定流体密度,千克/米 ;
3
ρmR-模型泵额定流体密度,千克/米 ;
3
ρp-实体泵流体密度,千克/米 ;
3
ρm-模型泵流体密度,千克/米 。
5.根据权利(1)的要求,当模型泵和实体泵具有相同的q/a的值时,认为此时模型泵与实体泵具有相同的水力性能,可以根据模型泵的性能参数得到实体泵的性能参数。
6.根据权利(1)的要求,模型泵的水力转矩的计算公式如下:式中:
3
ρR-额定工况流体密度,千克/米 ;
mt-扭矩损失放大系数。
7.根据权利(1)的要求,模型泵扬程的计算公式如下:式中:
mh-扬程损失放大系数;
-气液两相流差异化无因次扬程。
8.根据权利(6)的要求,扭矩损失放大系数mt按以下原则确定:在单相流时取mt=1;在气液两相流时mt的取值采用如下计算公式式中:
ns-比转数;
α-含气率,%。
9.根据权利(7)的要求,扬程损失放大系数mh按以下原则确定:在单相流时取mh=0;在气液两相流时mh的取值采用如下计算公式