[发明专利]一种基于全工况内流测量的离心泵滑移系数确定方法

摘要

本发明公开了一种基于全工况内流测量的离心泵滑移系数确定方法。本发明采用PIV实验测量离心泵不同工况下的内部非定常流动规律；基于PIV实验得到的绝对速度分布，采用算术平均法得到离心泵不同工况下叶轮出口处的平均滑移速度，并计算出离心泵不同工况下滑移系数；计算不同工况下的离心泵液流角系数；对不同比转数的离心泵内部流动进行PIV测量，得到不同比转数、不同工况下的液流角系数；采用一元线性回归方法建立不同工况下的液流角系数与比转数之间的关系，从而确定不同工况下的离心泵滑移系数计算公式。本发明不仅能较为准确计算不同工况下离心泵滑移系数，还可以在此基础上建立起离心泵能量性能计算公式并对已有的泵进行节能改造。

主权项

1.一种基于全工况内流测量的离心泵滑移系数确定方法，其特征在于，在离心泵全工况下叶轮出口处真实流动测量的基础上，将液流角系数引入斯托道拉滑移系数计算公式中，从而建立了一种离心泵全工况滑移系数的确定方法；具体步骤以下：（A）采用PIV实验测量离心泵不同工况下的内部非定常流动规律；采用相位平均法测量离心泵不同工况、不同相位下的内部非定常流动；采用二维PIV测量的具有时间序列的绝对速度场为：f（X，Y，t_i）、f（X，Y，t_i+T）、f（X，Y，t_i+2T）、……、f（X，Y，t_i+nT），其中X、Y为二维流场的空间坐标，t_i为不同相位的初始时刻，i=0、1、……，T为叶轮旋转周期，n为拍摄流场图像的数量；将n组绝对速度场中对应坐标的瞬时流速进行算术平均即可得到不同工况、不同相位下离心泵内部流动的绝对速度分布；（B）基于PIV实验得到的绝对速度分布和叶轮出口处的速度三角形，计算出不同工况、不同相位下的离心泵叶轮出口处的圆周分速度v_u2，实验；（C）计算不同工况下的离心泵叶轮出口处的圆周分速度v_u2，理论，然后计算出不同工况、不同相位下的离心泵叶轮出口处的滑移速度，滑移速度为Δv_u2=v_u2，理论-v_u2，实验；采用算术平均法得到离心泵不同工况下叶轮出口处的平均滑移速度，同时计算出离心泵不同工况下滑移系数，其中u₂为叶轮出口处的圆周速度；（D）计算不同工况下的离心泵液流角系数k_α，液流角系数为，其中z为叶轮叶片数，β₂为叶片出口安放角；（E）根据（A）、（B）、（C）和（D），对不同比转数n_s的离心泵内部流动进行PIV测量，得到不同比转数、不同工况下的液流角系数；（F）采用一元线性回归方法对不同比转数、不同工况下的液流角系数进行回归，建立不同工况下的液流角系数k_α与比转数n_s之间的关系k_α=f(n_s/100)，从而确定了全工况下的离心泵滑移系数计算公式。