[发明专利]一种面向流网仿真应用的离心泵参数化仿真方法

说明书

本发明提供的是一种面向流网仿真应用基于泵内特性的离心泵参数化仿真方法。(1)输入仿真对象离心泵的结构尺寸设计数据；(2)计算离心泵理论扬程；(3)计算离心泵的各项水力损失；(4)将离心泵的实际扬程加入到流网求解中的动量方程动量源相中；(5)输入流网的边界参数、结构参数及计算初值；(6)对流网的热工参数进行矩阵计算，所述热工参数包括压力、焓值；(7)对流网的热工参数、离心泵的性能参数仿真结果进行输出。本发明是一种面向流网应用的、基于泵内特性的，适合在缺少试验数据的情况下对流网离心泵进行模拟的离心泵仿真方法。

技术领域

本发明涉及的是一种离心泵的仿真方法，具体地说是一种面向流网仿真应用、基于泵内特性的离心泵仿真方法。

背景技术

在核动力装置热工流体网络实时仿真建模中常用的商用软件中，在对离心泵进行仿真时，采用基于相似特性的流量——扬程拟合曲线模型，即利用已有的离心泵试验数据，选取合适的数据点，利用二次拟合方法进行建模。该方法求解简便、计算精度较高、模拟效果好，能够满足热工流体网络对于已有离心泵的实时仿真需求。

随着仿真工作面向设计、评估及论证阶段的发展，采用试验数据的拟合模型越来越不能满足仿真工作的需要。这是因为，在系统装置的设计、评估及论证阶段，往往不具有相关离心泵的试验特性数据，而是结构尺寸等设计数据。目前，该问题仍然通过建模人员利用类似设备的建模经验，补全数据点后进行拟合。然而该方法相较于实际设备，不能做到特性完全一致、仿真结果的可信性不高，无法准确地进行论证与评估工作。

发明内容

本发明的目的在于提供一种面向流网应用、基于泵内特性的，适合在缺少试验数据的情况下对流网离心泵进行模拟的面向流网仿真应用基于泵内特性的离心泵参数化仿真方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)输入仿真对象离心泵的结构尺寸设计数据；

(2)计算离心泵理论扬程；

(3)计算离心泵的各项水力损失；

(4)将离心泵的实际扬程加入到流网求解中的动量方程动量源相中；

(5)输入流网的边界参数、结构参数及计算初值；

(6)对流网的压力、焓值等热工参数进行矩阵计算；

(7)对流网的热工参数、离心泵的性能参数仿真结果进行输出。

本发明还可以包括这样一些具体特征：

1、所述仿真对象离心泵的结构尺寸设计数据具体包括：

离心泵的叶轮内径、叶轮出口直径、叶片数、叶片进口安放角、出口安放角、叶片进口与圆周方向夹角、叶片出口与圆周方向夹角、叶片厚度、叶轮出口宽度、蜗壳基圆直径、蜗壳隔舌角、叶片包角、叶轮流道绝对粗糙度、设计额定流量、设计额定扬程、设计额定转速、设计比转速和蜗壳喉部面积，数据采用国际单位制编制成数据输入模块。

2、离心泵理论扬程的计算模型包括：

a.威斯奈滑移系数修正后的离心泵理论扬程计算模型；

b.斯基克钦滑移系数修正后的离心泵理论扬程计算模型；

c.比转速选择模型。

3、所述离心泵的各项水力损失具体包括：

吸入室水力损失、叶轮进口冲击损失、叶轮流道摩擦损失、叶轮流体扩散损失、叶轮流体轴向变径向的变向损失、叶轮出口损失和蜗壳流道摩擦损失。

4、离心泵的实际扬程为所述的离心泵理论扬程与所述的离心泵的各项水力损失的差值；所述动量方程动量源相为动量方程中的独立的附加项，当没有设置离心泵时其值为0，设有离心泵时其值为离心泵的扬程导致的压升。