离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN107194198A(43)申请公布日2017.09.22(21)申请号201710547386.1(22)申请日2017.07.06(71)申请人沈阳透平机械股份有限公司地址110869辽宁省沈阳市经济技术开发区开发大路16号甲(72)发明人卢傅安杨树华李云孙博王金生赵强孙昊强伊洪丽李健伟赵扬(74)专利代理机构北京中强智尚知识产权代理有限公司11448代理人王书彪刘艳芬(51)Int.Cl.G06F19/00(2011.01)权利要求书2页说明书12页附图3页(54)发明名称离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置(57)摘要本发明公开了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置，涉及离心式压缩机技术领域，可以提高离心压缩机闭式叶轮轴向推力的精确度。所述方法包括：分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。本发明适用于离心压缩机闭式叶轮轴向推力的计算。CN107194198ACN107194198A权利要求书1/2页1.一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，其特征在于，包括：分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力，具体包括：根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力；根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力；根据所述离心力和所述压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力；根据叶轮进出口气体轴向动量变化、叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体，确定叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力，具体包括：以叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮前隔套直径、叶轮沿径向的最大静压、叶轮入口静压沿径向分布、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第一预定公式，计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一预定公式为其中，D1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，Dj为叶轮前隔套直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζin(r)为叶轮入口静压沿径向分布，Ma为叶轮的机器马赫数，Maref为叶轮的参考机器马赫数，F1为所述第一轴向推力。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力，具体包括：以叶轮直径、叶轮口圈密封台阶最大直径、轮盖外侧间隙入口静压修正系数、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数、叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮沿经向的最大静压、叶轮出口静压、叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律为参数，利用第二预定公式，计算叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力。2CN107194198A权利要求书2/2页6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第二预定公式为其中，D2为叶轮直径，D1u为叶轮口圈密封台阶最大直径，βout为轮盖外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζsout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，Ma为叶轮的机器马赫数，Maref为叶轮的参考机器马赫数，D1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，P0为叶轮沿径向的最大静压，ζsout(r1u)为叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律，F2为所述第二轴向推力。7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，根据所述离心力和所述压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力，具体包括：以叶轮直径、叶轮后隔套直