[发明专利]轴流式PAT发电模式最优效率点参数和性能曲线预估方法

权利要求书

1.一种轴流式PAT发电模式最优效率点参数预估方法，其特征在于，包括：

I1.采用以下公式计算发电模式的最优效率点轴向速度v_m1,t：

式中，Q_pb为抽水模式最优效率点流量，R为翼型所处位置的半径，n为叶轮转速，D为轮缘直径，d_h为轮毂直径，β_e为叶轮翼型的安放角，β_e,g为导叶安放角；

I2.基于最优效率点轴向速度和过流面积计算发电模式最优效率点的流量Q_tb：

I3.计算轴流式PAT的理论水头H_t,th：

式中，u_1,t为圆周速度，v_u1,t为绝对速度的圆周分量，g为重力加速度；

I4.将轴流式PAT的整个流道按照几何特征进行分段，并根据表1中所列公式分别计算各段的沿程水头损失和局部水头损失：

表1 各段沿程水头损失和局部水头损失计算公式

式中，λ_f,e为弯肘管水力摩擦阻力系数，θ_e为弯肘管转向角度，r_e为弯肘管中线半径，r_0,e为弯肘管道半径，v_e为弯肘管的平均流速，λ_f,s为水力摩擦阻力系数，θ_s为收缩角，A_s1和A_s2分别为渐缩管进口和出口的过流面积，v_s1和v_s2分别为渐缩管进口和出口的平均流速，ξ_s为局部损失系数，h_f为叶轮流道内沿程水头损失，Z为叶轮叶片的数量，λ为水力摩擦阻力系数，l_b为叶轮流道长度，D_hyd为叶轮流道等效水力直径，为叶轮流道内部平均相对速度：w_1′,p为叶片进口的相对速度，w_2′,p为叶片出口的相对速度，h_shock为在叶片进口处的流体冲击损失，w_i为在叶片进口处的流体冲击速度，h_wake为在叶片出口处的尾迹流损失，ξ为叶轮出口处的排挤系数，Z_g、λ_g、l_b,g、D_hyd,g以及中下标g表示导叶区、其余各符号含义与叶轮区一致，λ_f,d为扩散管水力摩擦阻力系数，θ_d为扩散管扩散角，A_d1和A_d2分别为扩散管进口和出口的过流面积，v_d1和v_d2分别为扩散管进口和出口的平均流速，k为扩散管系数；

I5.基于理论水头和发电模式最优效率点的流量计算发电模式最优效率点的出力功率P_tb：

P_tb＝ρgQ_tbH_t,th，

I6.计算轴流式PAT在发电模式最优效率点的实际水头H_tb：

H_tb＝H_t,th+∑h_t,loss，

式中，∑h_t,loss为各项水头损失之和；

I7.基于理论水头与总水头之比计算最优效率η_tb：

2.一种轴流式PAT发电模式性能曲线预估方法，其特征在于，基于权利要求1所述的轴流式PAT发电模式最优效率点参数预估方法对性能曲线进行估算，包括：

II1.基于轴流式PAT归一化性能曲线的相似性假设，计算归一化流量-水头曲线：

h_t＝2.55q_t²-1.30q_t-0.25，

式中，h_t为归一化水头，按计算，H_t为水头，H_tb为最优效率点水头，q_t表示归一化流量，按计算,Q_t为流量，Q_tb为最优效率点流量；

II2.计算归一化水头-出力功率曲线：

p_t＝1.27h_t-0.27，

式中，p_t为归一化出力功率，按计算，P_t为出力功率，P_tb为最优效率点出力功率；

II3.计算水头-效率曲线：

式中，η_tb为最优效率。