[发明专利]冷却塔用超低比转速水轮机轴向力计算方法

说明书

本发明公开了冷却塔用超低比转速水轮机轴向力计算方法：把上冠进水口圆柱面与下冠出水口平面之间的水和转轮看成为一个整体。设水轮机进口直径为D₁、出口直径为D₂、进口压强为H₁、出口压强为H₂，上冠所受压强H₃。密封位置如图，则轴向力可以通过以下公式计算。按以上计算方法计算的结果和水轮机的CFD模拟结果吻合较好。

技术领域

本发明涉及超低比转速水轮机轴向力的计算技术领域，具体为冷却塔用超低比转速水轮机轴向力计算方法。

背景技术

冷却塔用水轮机是安装在冷却塔上的一种利用循环水富余能量的节能设备，一般情况下采用超低比转速水轮机，结构和外形如上图所示，水轮机的轴承座承载的轴向力，一方面来自于转轮和主轴的自重，另一方面来自于转轮的轴推力。

目前水轮机转轮的轴推力的计算方法普遍使用经验公式：

K--系数(与水轮机型号有关)，超低比转速水轮机常取0.1-0.2；

D--转轮公称直径(mm)；

H--水轮机水头(m)。

此公式在一般情况下简单实用，但对于冷却塔用超低比转速水轮机，此公式过于简单固化，考虑较少，计算出来的轴推力与实际轴推力出入较大，实际使用中，根据此公式计算的轴向力选择的轴承，使用寿命不稳定，本发明根据冷却塔用超低比转速水轮机的特点，给出了一套用于冷却塔超低比转速水轮机轴向力的简单实用的计算方法。

发明内容

本发明的目的在于提供冷却塔用超低比转速水轮机轴向力计算方法，以解决上述背景技术中提出的轴承选择比较困难的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：冷却塔用超低比转速水轮机轴向力计算方法,所述设计方法为：

把上冠进水口圆柱面与下冠出水口平面之间的水和转轮看成为一个整体，则这一部分水和上冠下环以及叶片之间的作用力为内力，轴承所受的轴向力仅为上冠与盖板之间的水压对上冠的向下作用力F₁、，下冠与座环之间的水压对下环向上的作用力F₂、，下冠出水口平面以下部分水对以上部分水向上的作用力F₃、，水向下流出的反冲力F₄，转轮自重W₁、主轴自重W₂、上冠进水口圆柱面与下冠出水口平面之间的水的自重W₃总和W。轴承所受的总体轴向力F(设向下方向为正方向)。则：

F＝F₁-F₂-F₃-F₄+W

设水轮机进口直径为D₁、出口直径为D₂、进口压强为H₁、出口压强为H₂，上冠所受压强H₃。

计算密封位置的F，则：

与现有技术相比，本发明的有益效果是：通过以上计算方法计算的结果和水轮机的CFD模拟结果吻合较好。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的俯视图；

图3为本发明的受力分析图；

图4为本发明的受力分析图；

图5为本发明上冠密封处放大图；

图6为本发明下冠密封处放大图。