[发明专利]基于计算流体动力学理论的多级离心泵叶轮口环磨损量监测方法

权利要求书

1.一种基于计算流体动力学理论的多级离心泵叶轮口环磨损量监测方法，其特征包括如下步骤：

1)建立流道模型，基于计算流体动力学理论建立口环间隙流场、叶轮流道模型和蜗壳流道模型，将三者进行装配可得到离心泵的整机流道模型；

2)改变口环间隙尺寸，得到不同口环间隙情况下的整机流道模型，计算不同口环间隙下多级离心泵的效率值，得到效率随口环间隙变化曲线；

3)多级离心泵的效率实时监测，从多级离心泵入口和出口压力变送器以及流量变送器分别读取压力与流量数据，从电机变频器读取电机电压、电流数据，读取电机效率以及功率因数以利用进出口流量、进出口压力、电流、电压、电机效率及功率因素计算多级离心泵实时效率，实现多级离心泵效率实时监测；

4)采集轴向振动和径向振动信号，在驱动端和非驱动端的轴承箱上安装水平、垂直和轴向加速度传感器，采集多级离心泵驱动端轴承和非驱动端轴承处的振动值；在各轴承箱的轴承端盖上安装电涡流传感器，测量转子径向振动值；

6)口环磨损的监测部分，根据轴向振动和径向振动值判断是否为口环磨损引起的效率下降，根据计算出的多级离心泵实时效率和效率关系曲线推测出口环磨损量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤1)建立整机流道模型需要包括三个部分的模型，通过叶轮轮廓模型与叶轮固体域模型相减建立叶轮流道模型，蜗壳流道中压水室与吸水室连接的部分采用空间曲线作为扫描轨迹由压水室切线方向扫描到吸水室切线方向；将各个零件配得到多级离心泵整机流场模型；叶轮、压水室、吸水室、口环间隙采用四面体网格对其进行网格划分。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于：步骤2)通过改变口环间隙尺寸，对不同口环磨损量的多级离心泵流场进行模拟，利用多级离心泵模拟效率计算公式计算不同口环间隙尺寸下的多级离心泵效率，得到效率随口环磨损变化曲线；多级离心泵的效率计算公式为：

H=(vo2-vi2)2g+(po-pi)ρg]]>

N=nπ30Ty]]>

N_e＝MHg

η=NeN]]>

v_o：进口速度m/s；

v_i：出口速度m/s；

p_o：进口压力Pa；

p_i：出口压力Pa；

H：扬程m；

N：离心泵轴功率w；

n：转速r/min；

T_y：作用在叶轮上绕y轴的扭矩N·m；

N_e：离心泵有效功率w；

M：质量流量kg/s；

η：离心泵效率。