[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

说明书

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。

技术领域

本发明涉及离心式压缩机技术领域，特别是涉及一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置。

背景技术

离心压缩机一般是多级式的，能使气体获得较高压强，处理量较大，效率较高。离心式压缩机闭式叶轮轴向推力的计算，对于离心压缩机的故障预判具有重要意义，例如，由于叶轮轴向推力过大会引起推力瓦温度过高、推力轴承瓦块磨损、密封破坏、转子和隔板接触并相互磨损等故障。

目前，离心式压缩机闭式叶轮的轴向推力的影响因素有很多，然而现有的离心式压缩机闭式叶轮轴向推力的计算方法，过于简单，考虑的影响因素较少，影响了离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算的精确度。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置，主要目的在于可以结合离心式压缩机闭式叶轮的轴向推力的多种影响因素计算得到闭式叶轮的轴向推力，可以提高离心压缩机闭式叶轮轴向推力的精确度。

依据本发明一个方面，提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，该方法包括：

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。

具体的，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。

具体的，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。

具体的，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。