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专利号: 2020114648513
申请人: 湘潭大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于仿真结果修正的离心泵效率值预测方法,包括以下步骤:步骤1、根据离心泵原泵设计方案,确定考察的最小流量值Qmin和最大流量值Qmax,分别对原泵设计方案进行实验测试和计算机仿真,获得考察流量范围内不少于5个不同流量点对应的离心泵原泵效率实验测试值和计算机仿真值;

步骤2、针对离心泵原泵不同流量点对应的效率实验测试值和计算机仿真值,基于最小二乘法分别进行一元二次函数拟合,并分别获得离心泵原泵流量‑效率实验测试值函数关

2 2

系式T(Q)=aTQ+bTQ+cT和离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)=aNQ+bNQ+cN,以上两式中Q为离心泵流量值,T(Q)为流量为Q时的离心泵原泵效率实验测试值,aT、bT、和cT分别为拟合得到的离心泵原泵流量‑效率实验测试值一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项,N(Q)为流量为Q时的离心泵原泵效率仿真计算值,aN、bN、和cN分别为拟合得到的离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项;

2

步骤3、对离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)=aNQ +bNQ+cN进行一次2

修正,获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值一次修正函数关系式NI(Q)=aN(Q+ΔQL)+bN(Q+ΔQL)+cN,式中ΔQL为函数向左平移量,2

步骤4、对离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)=aNQ +bNQ+cN进行二次2

修正,获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值二次修正函数关系式NII(Q)=haN(Q+ΔQL) +hbN(Q+ΔQL)+hcN,式中h为函数拉伸系数,2

步骤5、对离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)=aNQ +bNQ+cN进行三次2

修正,获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值三次修正函数关系式NIII(Q)=haN(Q+ΔQL)+hbN(Q+ΔQL)+hcN+ΔNU,式中ΔNU为函数向上平移量:步骤6、在离心泵原泵设计方案基础上修改得到离心泵新泵设计方案,对离心泵新泵设计方案进行计算机仿真,根据仿真结果拟合得到离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值函数2

关系式M(Q)=aMQ+bMQ+cM,式中Q为离心泵流量值,M(Q)为流量为Q时的离心泵新泵效率仿真计算值,aM、bM、和cM分别为拟合得到的离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项;

2

步骤7、在离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式M(Q)=aMQ +bMQ+cM基础上进行修正,得到离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值修正函数关系式MX(Q)=haM(Q+ΔQL)+hbM(Q+ΔQL)+hcM+ΔNU,即为预测得到的离心泵新泵的流量‑效率曲线所对应的函数关系式,式中ΔQL为步骤3所确定的函数向左平移量,h为步骤4所确定的函数拉伸系数,ΔNU为步骤5所确定的函数向上平移量。

2.权利要求1所述的基于仿真结果修正的离心泵效率值预测方法,其特征在于,所述步骤1或步骤7中离心泵原泵或新泵设计方案,包括但不限于离心泵的几何形状和尺寸、额定转速、叶轮旋转方向、运行流量范围等信息。

3.权利要求1所述的基于仿真结果修正的离心泵效率值预测方法,其特征在于,所述步骤1中离心泵原泵效率实验测试值的获取包括如下步骤:步骤S1:根据离心泵原泵设计方案,加工制作离心泵实物,并将离心泵实物安装至离心泵水力性能测试台;

步骤S2:在离心泵水力性能测试台上,调节离心泵出口管道阀门设置离心泵运行流量为其考察的最小流量值Qmin,记录该流量值下离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程测量值,并由测量得到的离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程值,由此计算该运行流量点下离心泵的效率值;

步骤S3:增大离心泵出口管道阀门开度,适当增大离心泵运行流量值,记录该流量值下离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程测量值,并由测量得到的离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程值,由此计算该运行流量点下离心泵的效率值;

步骤S4:重复步骤S3至少3次,直至获得考察的最大流量值Qmax所对应的离心泵的效率值。

4.权利要求1所述的基于仿真结果修正的离心泵效率值预测方法,其特征在于,所述步骤1中离心泵原泵效率计算机仿真值的获取包括如下步骤:步骤O1:根据离心泵原泵设计方案,绘制离心泵水体部分三维几何图,并划分数值仿真用网格;

步骤O2:将离心泵数值仿真用网格导入计算流体力学软件,设置通过离心泵的流量为其考察的最小流量值Qmin,添加离心泵额定转速和叶轮旋转方向等必要信息,采用有限体积法进行迭代计算,基于计算结果获得该通过流量下的离心泵的主轴扭矩和扬程值,由此计算该运行流量点下离心泵的效率值;

步骤O3:调整计算流体力学软件设置,适当增大通过离心泵的流量值,添加离心泵额定转速和叶轮旋转方向等必要信息,采用有限体积法进行迭代计算,基于计算结果获得该通过流量下的离心泵的主轴扭矩和扬程值,由此计算该运行流量点下离心泵的效率值;

步骤O4:重复步骤O3至少3次,直至获得考察的最大流量值Qmax所对应的离心泵的效率值。