[发明专利]叶轮机械损失计算方法

权利要求书

1.一种叶轮机械损失计算方法，其特征在于，包括以下步骤：

将叶轮机械损失分为以下类型：泄漏损失、端区损失、叶型损失以及尾迹掺混损失；

根据粘性摩擦和热传导引起的熵增量确定熵产率的计算公式；

根据所述熵产率的计算公式，体积积分得到每排叶片的总机械损失；

根据泄漏损失、端区损失、叶型损失以及尾迹掺混损失产生的源头建立分解各损失的三维流场，确定熵产率公式的积分域，求解各流体域的机械损失；

计算得到泄漏损失、端区损失、叶型损失以及尾迹掺混损失。

2.根据权利要求1所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，所述熵产率的计算公式如下：

其中：为熵产率，μ_eff为有效粘性系数，T为所属部位的静温，k为热传导系数，为静温在j方向的梯度；S1表示单位体积单位时间内由于粘性摩擦引起的熵增量，S2表示单位体积单位时间内由于热传导引起的熵增量。

3.根据权利要求2所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，对各排叶片流动区域内进行熵产率的三维体积积分，按照以下公式计算叶轮的每排叶片的总机械损失Loss_base：

4.根据权利要求3所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，采用以下公式计算得到泄漏损失Loss_tip：

Loss_tip＝Loss_base-Loss_tip0

其中，Loss_tip0为叶排损失，是将叶尖间隙调整为0，求解三维流场后，对其求解熵产率的三维体积分得到的。

5.根据权利要求3所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，采用以下公式计算得到端区损失Loss_endwall：

Loss_endwall＝Loss_base-Loss_endwall0

其中，Loss_endwall0为叶排损失，其是将计算公式中的入口边界近端区设置为均匀来流，并将端壁固体壁面边界条件设置为光滑壁面，求解三维流场后，对其求解熵产率的三维体积分得到的。

6.根据权利要求5所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，取包围叶片表面3％～12％栅距厚度的流体域计算熵产率的三维体积分，计算得到叶型损失Loss_blade：

7.根据权利要求6所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，取包围叶片表面5％栅距厚度的流体域计算熵产率的三维体积分，计算得到叶型损失Loss_blade。

8.根据权利要求6所述的叶轮机械损失计算方法，其特征在于，根据以下公式计算尾迹掺混损失Loss_trailing：

Loss_trailing＝Loss_endwall0-Loss_blade。