[发明专利]离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法、装置及存储介质

权利要求书

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，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；

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，具体包括：将所述第三轴向推力减去所述第一轴向推力，再减去所述第二轴向推力，然后再减去所述第四轴向推力，最后得到的差值作为叶轮轴向总推力。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，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。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第一预定公式为其中，D_1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，D_j为叶轮前隔套直径，p₀为叶轮沿径向的最大静压，ζ_in(r)为叶轮入口静压沿径向分布，Ma为叶轮的机器马赫数，Ma_ref为叶轮的参考机器马赫数，F₁为所述第一轴向推力。

4.根据权利要求1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、叶轮沿径 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。

5.根据权利要求4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，D_1u为叶轮口圈密封台阶最大直径，β_out为轮盖外侧间隙入口静压修正系数，p_f为叶轮出口静压，ζ_sout(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，Ma_ref为叶轮的参考机器马赫数，D_1d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，ζ_sout(r_1u)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。

6.根据权利要求1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、叶轮后隔套直径、轮盘外侧间隙入口静压修正系数、叶轮出口静压、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，利用第三预定公式，计算叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力。