[发明专利]一种饱和功率特性离心叶轮几何参数的迭代计算方法

权利要求书

1.一种饱和功率特性离心叶轮几何参数的迭代计算方法，其特征在于：它根据Stodola以势流理论导出的离心泵基本方程，当离心泵的水功率P达最大值时，反解出离心叶轮几何参数，此时设定叶轮旋转角速度及抽送介质重度为常数ω﹑γ，且叶轮通过的理论流量Q_d为给定设计点理论流量Q_Td，叶轮产生的理论扬程H_T为设计点给定理论扬程H_Td，其中在反解离心叶轮的几何参数时采用迭代求解的计算方法；

根据Stodola的离心泵基本方程导出，当水功率有最大值时：

理论扬程：

同时得到水功率：

假定叶轮几何参数及γ、ω是给定常数，上述方程表明，H_T和P分别是Q_T的一次及二次函数，现将上述式中的所含常数的两个组合值记为常数k和a，即令

可简化为：

H_T＝-kQ_T+a

P＝γ(-kQ_T²+aQ_T)

取两个特定值a＝2H_Td，得到

其中，H_T为理论扬程，P为水功率，R₂为叶轮半径，b₂为叶轮出口宽度，Z为叶片数，β₂为叶片出口安放角，ψ₂为叶片出口安放角，D₀为叶轮进口直径，且ω为叶轮的旋转角速度；所述反解离心叶轮几何参数时采用迭代求解的计算方法，主要包括以下步骤：

S1、确定离心泵的设计点流量Q_d、扬程H_d和转速n计算泵的比转速n_s，且根据公式确定b₂﹑ψ₂﹑D₀、Z、ω、水力效率η_h、容积效率η_v、η，同时确定了叶轮在设计点的理论流量及理论扬程：Q_Td＝Q_d/η_v，H_Td＝H_d/η_h，且机械效率η_m＝η/η_hη_v，其中η为泵设计的总效率，这样根据满足条件可以求解得到：

S2、利用S1中确定和求得的参数计算出新的η_v、η_m，如果计算出来的η_v、η_m不等于本轮计算开始根据经验公式确定的η_v、η_m，应转入S3中的计算；

S3、第二轮计算中暂不改变S1中初始确定的η_v值，而把S1中初始确定和计算出的η_m平均值作为第二轮计算初始的机械效率值，并以设定的泵设计的总效率值η应等于三个分效率之积的原则重新确定第二轮的初始η_h值，重新计算叶轮几何参数，直到最后一次计算中初始的和最终的η_m相等为止，在η_m收敛后，在保持η_m不变条件下，同样以平均η_v值为依据计算η_m，重复计算过程，直至最后一次计算中的η_v初始值与最终值相等为止；这样重复计算直到最后一次计算中，η_v和η_m的假定值都等于它们的由最后计算所得到的几何参数决定的计算值；

S4、输出最后一次计算确定的叶轮几何参数，全部计算结束。

2.根据权利要求1所述的一种饱和功率特性离心叶轮几何参数的迭代计算方法，其特征在于：所述迭代计算方法中利用几何参数计算η_v时，根据η_v＝Q_d/Q_Td＝Q_d/(Q_d+q)公式求解，其中q为叶轮前泵腔返回泵入口处的泄漏量。