申请/专利权人：上海东方泵业集团南通有限公司

申请日：2024-04-19

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN118070456B

主分类号：G06F30/17

分类号：G06F30/17;G06F30/28;F04D15/02;G06F113/08;G06F119/14

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2024.06.11#实质审查的生效;2024.05.24#公开

摘要：本发明涉及一种大型双吸泵意外停机瞬态评估方法及水锤防护装置，该方法包括：S1、构建大型双吸泵三维模型，从中抽取水体模型作为计算域，并进行网格划分；S2、设置流场的边界条件以及流体域和刚体域的物理参数；S3、通过流体域和刚体域的相互耦合计算，预测大型双吸泵意外停机过程中的叶轮转速，并获得转速、流量和扭矩的变化规律；S4、根据大型双吸泵意外停机过程中的转速、流量和扭矩的变化规律，评估最大危害时间。本发明可以有效准确获得大型双吸泵意外停机过程中转速、流量和扭矩的变化规律以及最大危害时间，并结合最大危害时间提出水锤防护装置，有效减小意外停机对泵组的影响，延长设备使用寿命。

主权项：1.一种大型双吸泵意外停机瞬态评估方法，其特征在于，包括：S1、构建大型双吸泵三维模型，从中抽取水体模型作为计算域，并进行网格划分；S2、设置流场的边界条件以及流体域和刚体域的物理参数；S3、通过流体域和刚体域的相互耦合计算，预测大型双吸泵意外停机过程中的叶轮转速，并获得转速、流量和扭矩的变化规律；S4、根据大型双吸泵意外停机过程中的转速、流量和扭矩的变化规律，评估最大危害时间；其中，S1中水体模型包括：进水段、吸水室、叶轮、蜗壳以及出水段；所述网格划分采用结构化网格划分技术，以提高计算精度和计算效率；S2中边界条件包括但不限于计算域进口、出口、壁面和交界面；流体域为进水段、吸水室、蜗壳以及出水段，其物理参数为材料属性和温度；刚体域为叶轮，其物理参数为质量、转动惯量、运动约束、重力以及阻力矩；S3具体为：S31、通过求解Navier-Stokes方程、连续方程和动量方程，计算当前时刻下的流体域的速度场和压力场数据，并将数据传递给刚体域；S32、根据刚体域叶轮受力情况，基于叶轮转动平衡方程式，求解叶轮的角加速度，进而求解当前时刻和下一时刻的角速度，并将数据传递给流体域，以更新流体域的运动边界条件；S33、判断叶轮所受力矩是否围绕0进行震荡，若叶轮所受力矩围绕0进行震荡，则结束计算；或，若叶轮所受力矩不围绕0进行震荡，则返回S31；S32中叶轮转动平衡方程式具体为： ；其中：为作用在叶轮上的合力矩，N·m；为系统负载力矩，N·m；为多级泵叶轮转动惯量，kg·m2；为叶轮旋转角速度，rads；在双吸泵意外停机后，负载力矩为零，对叶轮转动平衡方程式进行差分离散可以得到： ；式中：为i+1时刻的叶轮旋转角速度，rads；为i时刻的作用在叶轮上的合力矩，N·m；为计算时间步长，s；S4中最大危害时间为双吸泵从意外断电到飞逸工况所需的时间。

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