一種高溫熔鹽泵的常溫模化測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種高溫熔鹽泵的常溫?；瘻y(cè)試方法，主要用于常溫介質(zhì)代替高溫熔鹽進(jìn)行熔鹽泵的外特性和內(nèi)部流動(dòng)研究。通過量綱分析得到泵的無量綱數(shù)：比揚(yáng)程、比流量、雷諾數(shù)、比功率。在幾何相似前提下，保證原型泵和模型泵的雷諾數(shù)、比流量和比揚(yáng)程相等，使得兩臺(tái)泵相似，得到兩臺(tái)泵的轉(zhuǎn)速、直徑、流量、揚(yáng)程之間的關(guān)系式。根據(jù)所得關(guān)系式建立并優(yōu)選?；瘻y(cè)試方案。按照?；瘻y(cè)試方案設(shè)計(jì)的模型泵與原型泵相似，它們具有相同的無量綱性能曲線，根據(jù)該曲線可實(shí)現(xiàn)原型泵和模型泵之間的性能轉(zhuǎn)換。相似的兩臺(tái)泵其內(nèi)部速度和壓力分布規(guī)律相同，大小成比例。
【專利說明】
-種高溫膝鹽累的常溫?；瘻y(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明設(shè)及一種烙鹽累的模化測(cè)試方法，具體為采用常溫的介質(zhì)（如水)作為試驗(yàn) 介質(zhì)，代替烙鹽累中的高溫烙鹽進(jìn)行試驗(yàn)，或采用縮放尺寸后的模型累代替特大型或微小 型的累進(jìn)行試驗(yàn)，通過?；瘻y(cè)試得到實(shí)際累的性能，該方法主要用于烙鹽累的外特性和內(nèi) 部流動(dòng)研究。
【背景技術(shù)】
[0002] 烙鹽累是離屯、累的一種，用于輸送高溫烙融的鹽，適用于=聚氯胺項(xiàng)目、氧化侶項(xiàng) 目、片堿項(xiàng)目等精細(xì)化工行業(yè)，W及太陽(yáng)能光熱發(fā)電中的儲(chǔ)能介質(zhì)輸送。在烙鹽累的研發(fā)過 程中，確定不同工況下的性能是非常重要的。然而，僅靠理論研究來正確預(yù)測(cè)累的外特性和 其內(nèi)部流動(dòng)有相當(dāng)難度。
[0003] 烙鹽累的外特性(主要包括:揚(yáng)程、流量、軸功率和效率等）是累選型的主要依據(jù)， 直接影響生產(chǎn)過程中的工況參數(shù);烙鹽累的內(nèi)部流動(dòng)（主要包括:吸水室、葉輪流道和壓水 室內(nèi)的流動(dòng))直接影響烙鹽累的外特性，通過改善累的內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)可W有效提高累的外 特性。
[0004] 累的外特性測(cè)量技術(shù)是一口較為成熟的技術(shù)。流量可采用標(biāo)準(zhǔn)孔板、標(biāo)準(zhǔn)噴嘴、滿 輪流量計(jì)等進(jìn)行測(cè)量。采用測(cè)壓儀表測(cè)量累進(jìn)出口壓力，根據(jù)累進(jìn)出口壓力、進(jìn)出口高度差 和進(jìn)出口的流速，計(jì)算得到累的揚(yáng)程。轉(zhuǎn)速的測(cè)量可用直接顯示的數(shù)字儀表測(cè)出測(cè)量時(shí)間 內(nèi)的轉(zhuǎn)數(shù)。扭矩可采用天平式測(cè)功計(jì)或扭矩式測(cè)功計(jì)進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量扭矩的同時(shí)測(cè)定轉(zhuǎn)速， 采用扭轉(zhuǎn)力矩法可計(jì)算出軸功率。根據(jù)累效率的定義，由上述測(cè)量值可計(jì)算出累的效率。
[0005] 離屯、累內(nèi)部流動(dòng)測(cè)量技術(shù)主要有非光學(xué)測(cè)量技術(shù)和流動(dòng)顯示技術(shù)。非光學(xué)測(cè)量技 術(shù)主要包括探針和熱線熱膜技術(shù)，如多孔探針、旋轉(zhuǎn)探針、熱線熱膜風(fēng)速儀和滿量探針等， 其缺點(diǎn)是探針和熱線/熱膜的介入均會(huì)擾動(dòng)真實(shí)流場(chǎng)，且需配置復(fù)雜的遙測(cè)技術(shù)，將采集信 號(hào)從轉(zhuǎn)子傳遞到靜止參考系。常見的流動(dòng)顯示技術(shù)主要有粒子圖像測(cè)速技術(shù)(PIV)、激光多 普勒測(cè)速技術(shù)化DV)和高速攝像技術(shù)化SPKPIV和LDV可W獲得反映流動(dòng)情況的速度場(chǎng)，但 其試驗(yàn)成本和難度遠(yuǎn)高于HSPdHSP不僅可W獲得速度分布情況，而且可W得到流體運(yùn)動(dòng)的 跡線，直觀地再現(xiàn)流體運(yùn)動(dòng)的演化情況。近年來還發(fā)展了一種內(nèi)窺高速成像技術(shù)，將內(nèi)窺鏡 伸入累內(nèi)，可W對(duì)累內(nèi)部的高速流動(dòng)進(jìn)行連續(xù)拍攝，獲得累內(nèi)流動(dòng)的瞬時(shí)信息。
[0006] 上述運(yùn)些測(cè)量技術(shù)常適用于常溫工況下輸送水時(shí)的累性能測(cè)量。對(duì)于輸送高溫烙 鹽的累，由于高溫的影響，試驗(yàn)難度大大增加，受測(cè)量設(shè)備的限制，很難獲得其準(zhǔn)確的性能。 目前，對(duì)于烙鹽累，通常直接W水作為試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)的性能近似作為輸送高溫烙鹽時(shí)的性能； 對(duì)于某些特大型或微小型的累，受試驗(yàn)裝置測(cè)量范圍的限制，往往難W開展相關(guān)試驗(yàn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 為了解決目前高溫烙鹽累、特大型或微小型累性能難W準(zhǔn)確測(cè)量的問題，本發(fā)明 提供一種高溫烙鹽累的常溫?；瘻y(cè)試方法，采用該方法不僅能測(cè)量烙鹽累輸送高溫介質(zhì)時(shí) 的性能，而且能準(zhǔn)確地測(cè)量特大型或微小型累的性能。
[0008] 本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：
[0009] -種高溫烙鹽累的常溫?；瘻y(cè)試方法，該方法包括W下步驟：
[0010] 1) W待測(cè)試高溫烙鹽累為原型累，按原型累尺寸等比例縮放設(shè)計(jì)出模型累，模型 累采用常溫介質(zhì)進(jìn)行?；瘻y(cè)試；
[0011] 2)模型累和原型累在幾何形狀相似的前提下，同時(shí)滿足雷諾數(shù)、比流量和比揚(yáng)程 相等，則兩臺(tái)累性能相似，并根據(jù)如下對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)?；瘻y(cè)試方案：
[0012]
[0013] 其中，原型累輸送介質(zhì)的密度為化，粘度為叫，轉(zhuǎn)速為np，葉輪直徑為Dp;模型累輸 送介質(zhì)的密度為Pm,粘度為山1，轉(zhuǎn)速為nm，葉輪直徑為Dm; X為相似系數(shù)，取值范圍為 1;
[0014] 3)通過模擬或測(cè)試的方法得到模型累的各性能參數(shù)，包括模型累的揚(yáng)程Hm、流量 Qm、軸功率Pm、效率rim;
[001引 4)根據(jù)得到的模型累的各性能參數(shù)，并根據(jù)如下對(duì)應(yīng)關(guān)系，轉(zhuǎn)換后得到原型累性 能參數(shù)；
[0016]
Hm = Hp ；
[001 7]其中，原型累的流量為Qp，揚(yáng)程為Hp，軸功率為Pp，效率為Ilp ;模型累的流量為Qm，揚(yáng) 程為Hm,軸功率為Pm,效率為IW [001引本發(fā)明的進(jìn)一步設(shè)計(jì)在于：
[0019] 該方法還包括對(duì)相似系數(shù)X在取值范圍內(nèi)取多個(gè)值，得到多組模化方案，從中篩選 滿足W下條件的合理?；桨?模型累的轉(zhuǎn)速控制在100~6000r/min之間；模型累的流量 應(yīng)大于Im3A，揚(yáng)程應(yīng)大于0.1 m;模型累的葉輪直徑控制在0.1~0.6m之間，根據(jù)合理的?；?方案進(jìn)而確定相似系數(shù)X值。
[0020] 所述常溫介質(zhì)為0~35°條件下的水或油。
[0021] 當(dāng)直接采用原型累作為模型累時(shí)，Dp = Dm;當(dāng)原型累葉輪直徑在0.1~0.6m范圍時(shí)， 可直接W原型累作為模型累進(jìn)行?；囼?yàn)。運(yùn)種情況下設(shè)計(jì)模型累尺寸就不需要縮放。
[0022] 本發(fā)明的設(shè)計(jì)原理如下：
[0023] 本發(fā)明提供一種高溫烙鹽累的常溫模化測(cè)試方法，主要用于常溫介質(zhì)代替高溫烙 鹽進(jìn)行烙鹽累的外特性和內(nèi)部流動(dòng)研究。通過量綱分析得到累的無量綱數(shù)：比揚(yáng)程、比流 量、雷諾數(shù)、比功率。在幾何相似前提下，保證原型累和模型累的雷諾數(shù)、比流量和比揚(yáng)程相 等，使得兩臺(tái)累相似，得到兩臺(tái)累的轉(zhuǎn)速、直徑、流量、揚(yáng)程之間的關(guān)系式。根據(jù)所得關(guān)系式 建立并優(yōu)選?；瘻y(cè)試方案。按照?；瘻y(cè)試方案設(shè)計(jì)的模型累與原型累相似，它們具有相同 的無量綱性能曲線，根據(jù)該曲線可實(shí)現(xiàn)原型累和模型累之間的性能轉(zhuǎn)換。相似的兩臺(tái)累其 內(nèi)部速度和壓力分布規(guī)律相同，大小成比例。
[0024]累內(nèi)流動(dòng)所設(shè)及到的物理參數(shù)包括：比能量gH、累效率n、體積流量Q、轉(zhuǎn)速n、流體 密度P、流體粘度y、葉輪直徑D。根據(jù)定理，該問題可W用W下數(shù)學(xué)公式進(jìn)行描述，
[00 巧]fi(巧，Q，D，n，P，y)=0 (1)
[0026] 上式中因設(shè)及到3個(gè)基本量綱:質(zhì)量M、長(zhǎng)度L、時(shí)間T，故可得
[0027] f2(jTl,Jl2,313)=0 (2)
[0028] 選取D、n、P作為基本物理參數(shù)，則有
[0029] (3)
[0030] (4)
[0031] (5)
[0032] 庶巧縣娜麻墜居舟Ulll
[0033] (6)
[0034] b 表示。
[0035] (7)
[0036] d)表示。
[0037] (8)
[0038] 將上式進(jìn)行變換可得累的雷諾數(shù)。
[0039] - ' (：9)[0040] 通討對(duì)h冰無量綱巧量的操化，還可Pi巧得Pi下有用的無量綱數(shù)。
[0041] (IO)
[0042] 上式為累的比功率，P為累的軸功率。
[0043] 烙鹽累輸送的介質(zhì)為高溫烙鹽，由于溫度太高，直接采用高溫烙鹽作為介質(zhì)進(jìn)行 試驗(yàn)難度很大，為此考慮采用常溫水(或油，如柴油)作為介質(zhì)代替高溫烙鹽進(jìn)行試驗(yàn)。烙鹽 的密度和粘度與水相比均不相同，要想試驗(yàn)結(jié)果能夠換算成輸送烙鹽時(shí)的累性能，必須進(jìn) 行模化測(cè)試設(shè)計(jì)，使得模型累和原型累滿足相似。
[0044] 根據(jù)上述離屯、累的無量綱特忡而細(xì).#n,伉相仙前搖下，只要同時(shí)保證模型累和 原型累的雷諾1
比流量
相等，則兩臺(tái)累相似，兩臺(tái) 累的所有無量綱數(shù)都相等，即，Recm=Recp, <K= 4p，ilV = 4p，Nem =化p，nm=%。假設(shè)：原型累 輸送介質(zhì)的密度為化，粘度為叫，模型累輸送介質(zhì)的密度為Pm,粘度為iim。要保證原型累的雷 諾數(shù)Reep等于模型累的雷諾數(shù)Re?,則原型累和模型累的轉(zhuǎn)速和直徑必須滿足如下關(guān)系：
[0045]
(11)
[0046] (12)
[0047] 等于模型累的比流量4m，則原型累和模型累的流量必 須滿足
[004引 (13)
[0049] ^于模型累的比揚(yáng)程禮，則原型累和模型累的揚(yáng)程必須 滿足如
[(K)加 ] (14)
[0051] 等于模型累的比功率化m，則原型累和模型累的功率必 須滿足
[0化2] (15)
[0053] 式中；
[0054] X一一相似系數(shù)，取不同的值可W得到不同的模化方案。
[0055] 只有轉(zhuǎn)速、直徑、流量、揚(yáng)程和軸功率同時(shí)滿足上述5個(gè)公式，原型累和模型累才相 似。對(duì)于幾何相似的兩臺(tái)累，通過調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速和流量，可W同時(shí)滿足式（11)~（13)，但問題的 關(guān)鍵是，在運(yùn)樣的工況下，揚(yáng)程是否滿足式（14)。如果滿足，則表明原型累和模型累相似，通 過模型累測(cè)得的性能可W轉(zhuǎn)換成原型累的性能。
[0056] 原型累輸送的烙鹽物性如表1所列，轉(zhuǎn)速n=1450r/min，葉輪直徑D = 250mm，流量Q = 25m3A。采用水代替烙鹽進(jìn)行試驗(yàn)，根據(jù)式（11)~（14)，編制的?；桨溉绫?所列，限于 篇幅，水代替其他烙鹽時(shí)的模化方案省略。
[0057] 表1累送介質(zhì)物性
[0化引
[0059] 親2水化替烙鹽#1時(shí)的橫化方塞
[0060]
[0061] 由表中的模化方案可W發(fā)現(xiàn):x取不同值時(shí)可W獲得不同的?；桨?，也就是說， 用水代替烙鹽作為試驗(yàn)介質(zhì)時(shí)，可W通過改變累的轉(zhuǎn)速、流量和幾何尺寸進(jìn)行?；瘻y(cè)試，存 在多種?；桨?。當(dāng)X取-1時(shí)，模型累與原型累的流量相同；當(dāng)X取加寸，模型累與原型累的尺 寸相同；當(dāng)X取1/2時(shí)，模型累與原型累的轉(zhuǎn)速相同；當(dāng)X取1時(shí)，模型累與原型累的揚(yáng)程相同。
[0062] 當(dāng)用水代替粘度很高的介質(zhì)進(jìn)行模化測(cè)試的時(shí)候，轉(zhuǎn)速、幾何尺寸、流量和揚(yáng)程等 參數(shù)很難同時(shí)達(dá)到合理的值(運(yùn)里的合理值指的是與原型累的相關(guān)參數(shù)相比相差不大）。有 些方案中的數(shù)值僅具有理論意義，而在工程上很難實(shí)現(xiàn)，如：用水代替烙鹽#5進(jìn)行模化測(cè) 試，當(dāng)X取-1時(shí)，模型累與原型累的流量相同，但模型累的揚(yáng)程僅為原型累揚(yáng)程的6.1207X 1 倍，運(yùn)在工程上幾乎無法測(cè)得。
[0063] 當(dāng)轉(zhuǎn)速選取為合理值時(shí)，幾何尺寸、流量和揚(yáng)程均較??；當(dāng)幾何尺寸選取合理值 時(shí)，轉(zhuǎn)速、流量和揚(yáng)程均較??；當(dāng)流量選取合理值時(shí)，轉(zhuǎn)速和揚(yáng)程很小，幾何尺寸很大；當(dāng)揚(yáng) 程選取合理值時(shí)，轉(zhuǎn)速很大，幾何尺寸和流量很小。上述4種情況如表3所列。
[0064] 表3模化方案比較
[00 化]
素，W便實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蝽樌_展。轉(zhuǎn)速的大小應(yīng)該根據(jù)電機(jī)的能力來確定，一般轉(zhuǎn)速控制在100 ~eOOOr/min;流量和揚(yáng)程不宜太小，若太小可能會(huì)影響測(cè)量的精度，一般流量大于Im3/]!為 宜，揚(yáng)程大于0.1 m為宜;模型的尺寸不宜太小，如果太小在試驗(yàn)中模型表面粗糖度的影響可 能會(huì)很大，尺寸也不宜太大，太大會(huì)給模型累的加工帶來困難，也會(huì)提高試驗(yàn)臺(tái)架的要求， 一般模型累的葉輪直徑在0.1~0.6m范圍內(nèi)為宜。制定?；桨笗r(shí)，應(yīng)盡量控制轉(zhuǎn)速、幾何 尺寸、流量和揚(yáng)程等參數(shù)在推薦的范圍之內(nèi)，進(jìn)而確定X值。當(dāng)存在多組合理的?；桨笗r(shí)， 可從中任選一組。
[0067] 本發(fā)明的有益效果是：
[0068] (1)不受工作溫度的影響。采用本發(fā)明所提供的方法，可W避開高溫，采用常溫介 質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)，將測(cè)得的模型累的性能轉(zhuǎn)換成原型累的性能。
[0069] (2)不受介質(zhì)物性的影響。原型累輸送的是高粘度、高密度的介質(zhì)，無論輸送何種 物性的介質(zhì)，采用本發(fā)明的方法進(jìn)行?；瘻y(cè)試時(shí)，均可W采用容易獲得的廉價(jià)的水或油代 替該介質(zhì)進(jìn)行試驗(yàn)。
[0070] (3)不受結(jié)構(gòu)尺寸的影響。對(duì)于某些特大型的累，若要進(jìn)行試驗(yàn)，需配置大型的電 機(jī)、大量程的測(cè)量?jī)x表;而對(duì)于某些微小型的累，由于其性能數(shù)值較小，需采用量程小、精度 高的儀表進(jìn)行測(cè)量。一般情況下，一套試驗(yàn)裝置很難用于多種型號(hào)累性能測(cè)量。同時(shí)，對(duì)于 特大型和微小型的累，其內(nèi)部流動(dòng)的測(cè)量難度也較大。采用本發(fā)明的方法，則可W避開累結(jié) 構(gòu)尺寸的影響，通過幾何相似，將累縮放至容易試驗(yàn)的尺寸。
【附圖說明】
[0071] 下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0072] 圖1為烙鹽累幾何模型。
[007引圖2為揚(yáng)程-流量性能曲線。
[0074] 圖3為軸功率-流量性能曲線。
[0075] 圖4為效率-流量性能曲線。
[0076] 圖5為比揚(yáng)程-比流量性能曲線。
[0077] 圖6為比功率-比流量性能曲線。
[007引圖7為效率-比流量性能曲線。
[0079] 圖8-1至圖8-7為各種模化方案下模型累內(nèi)部速度分布(m/s)。
[0080] 圖9-1至圖9-6為各種?；桨赶履Ｐ屠蹆?nèi)部壓力分布(Pa)。
【具體實(shí)施方式】
[0081] 下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的描述：
[00劇實(shí)施例一.
[0083] 為方便起見，采用數(shù)值模擬代替實(shí)驗(yàn)說明本發(fā)明所提的?；瘻y(cè)試方法。采用Pro-e 軟件進(jìn)行幾何建模，并采用Gambit軟件進(jìn)行網(wǎng)格劃分，幾何模型如圖1所示。原型累主要結(jié) 構(gòu)參數(shù)和性能參數(shù)如表4所列。模型累介質(zhì)采用常溫條件(20°C)的水;采用Fluent軟件對(duì)累 輸送烙鹽#1時(shí)的流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。
[0084] 表4烙鹽累的主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和設(shè)計(jì)工況參數(shù)
[0085]
[i
[0087] 在所有?；桨钢羞x取工程上相對(duì)可行的幾種方案(分別取x = -l/6,0，l/6，l/3， 1/2,2/3)進(jìn)行數(shù)值模擬，W驗(yàn)證所提模化測(cè)試方法的正確性。模擬結(jié)果見表5。
[0088] 表5水代替烙鹽#1時(shí)的?；Y(jié)果 [00891
[0090] 注:表中第一行數(shù)據(jù)為原型累數(shù)值模擬結(jié)果，其他數(shù)據(jù)為采用水作為介質(zhì)不同模 化方案下的數(shù)值模擬結(jié)果。
[0091] 由表中數(shù)據(jù)可見，數(shù)值計(jì)算所得的模擬揚(yáng)程比與根據(jù)模化測(cè)試方法所得的理論揚(yáng) 程比幾乎完全一致，各種相似工況下的模型累的效率與原型累的效率幾乎完全相同，表明 所提?；瘻y(cè)試方法是正確的。完全可W通過采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)來代替高粘度的烙鹽進(jìn)行 ?；瘻y(cè)試。
[0092] (1)原型累與模型累性能曲線分析
[0093] 根據(jù)?；瘻y(cè)試方法，采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)，對(duì)輸送介質(zhì)密度化=1938kg/m3,粘度叫 = 0.00729Pa ? S，轉(zhuǎn)速np=1450r/min，葉輪直徑Dp = 250mm的原型累進(jìn)行?；瘻y(cè)試。
[0094] 綜合考慮轉(zhuǎn)速、幾何尺寸、流量和揚(yáng)程等參數(shù)范圍，選取X = O,根據(jù)如下公式：
[0095]
[0096] 得到模型累的轉(zhuǎn)速nm=386.化/min,葉輪直徑Dm=250mm。
[0097] 在不同的流量工況下，對(duì)模型累進(jìn)行數(shù)值模擬(也可W采是常規(guī)測(cè)試方法得到模 型累各參數(shù)值），計(jì)算模型累的揚(yáng)程、軸功率和效率。
[0098] 揚(yáng)程H可用如下公式表示計(jì)算
[0099] (16)
[0100] 式中：{pt}in、{pt}nut為累進(jìn)、出口截面上的總壓，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理可得該 值。
[0101] 軸功率P可用如下公式計(jì)算
[0102] P=Mco (17)
[0103] 式中：M為作用在葉輪上的力矩，對(duì)計(jì)算結(jié)果進(jìn)行后處理可得該值；CO為離屯、累的 轉(zhuǎn)動(dòng)角速度，數(shù)值計(jì)算過程中設(shè)置為邊界條件。
[0104] 效率n可由揚(yáng)程H和力矩M計(jì)算得到，其計(jì)算公式為
[0105] (18)
[0106] 式中：P為輸送介質(zhì)的密度;g為重力加速度;Q為離屯、累的流量，數(shù)值計(jì)算過程中設(shè) 置為邊界條件。
[0107] 根據(jù)上述公式計(jì)算得到H-Q、P-Q、ri-Q曲線，如圖2~圖4中所示的模型累性能曲線。 根據(jù)下列公式(式中X同樣取為0):
[010 引
= Hp
[0109] 將模型累的性能曲線轉(zhuǎn)換成原型累的性能曲線，如圖2~圖4中所示的原型累性能 曲線。
[0110] 將圖2~圖4中的流量、揚(yáng)程和軸功率全部轉(zhuǎn)換成無量綱的比流量、比揚(yáng)程和比功 率，重新繪制原型累和模型累的無量綱性能曲線，如圖5~圖7所示。由圖可見，模型累和原 型累的無量綱性能曲線完全重合，表明，根據(jù)?；瘻y(cè)試方法設(shè)計(jì)的一系列累的無量綱性能 曲線均可用同樣的無量綱性能曲線來表示，通過模型累試驗(yàn)得到的性能可W轉(zhuǎn)換成原型累 的性能。
[0111] 對(duì)上述S種無量綱性能曲線進(jìn)行擬合，得：
[0112] 比揚(yáng)程和比流量的關(guān)系式：
[0113] (6 = 0.00165+3.00031 X 1〇-4 (1) -4.18269 X 1〇-4 4 2+5.95276 X 10-已(1) 3 Qg)
[0114] 比功率和比流量的關(guān)系式：
[0115] 化=3.47999 X 10-7+9.83087 X 1〇-8 (1)巧.41437 X 1〇-7 (1) 2-8.06603 X 1〇-8 (1) 3 (2〇)
[0116] 效率和比流量的關(guān)系式：
[0117] n = -〇.366化 146.:34 4-89.391 (62+16.592 (63 間）
[011引一系列相似累的無量綱性能曲線可用上述S個(gè)公式進(jìn)行表達(dá)。
[0119] (2)原型累與模型累內(nèi)部流動(dòng)分析
[0120] 采用水作為試驗(yàn)介質(zhì)代替粘度為0.00729Pa ? S的烙鹽進(jìn)行?；瘻y(cè)試，對(duì)表5中各 合理?；桨赶碌睦蹆?nèi)部流動(dòng)進(jìn)行數(shù)值模擬。圖8-1至圖8-7顯示了各種合理?；桨赶履?型累內(nèi)部的速度分布，圖中將模型累尺寸調(diào)整為同等大小，色標(biāo)調(diào)整為全值域顯示。其中， 圖8-1為原型累內(nèi)部的速度分布，對(duì)應(yīng)葉輪Dp = 250.Omm;圖8-2對(duì)應(yīng)葉輪Dm=311.7mm;圖8-3 對(duì)應(yīng)葉輪Dm= 250.0 mm;圖8-4對(duì)應(yīng)葉輪Dm= 200.5mm;圖8-5對(duì)應(yīng)葉輪Dm= 160.8mm;圖8-6對(duì) 應(yīng)葉輪Dm = 129. Omm;圖8-7對(duì)應(yīng)葉輪Dm = 103.5mm。由圖可見，相似的累其內(nèi)部速度分布規(guī)律 相同，速度大小成比例，隨著模型累尺寸的減小，絕對(duì)速度增大。
[0121] 圖9-1至圖9-6顯示了各合理種?；桨赶履Ｐ屠蹆?nèi)部的壓力分布，圖中將模型累 尺寸按比例顯示，壓力在相同的色標(biāo)下顯示。由圖可見，相似的累內(nèi)的壓力隨著模型累尺寸 的減小而增大，壓力大小成比例。圖9-1對(duì)應(yīng)葉輪Dm=311.7mm;圖9-2對(duì)應(yīng)葉輪Dm=250.0mm; 圖9-3對(duì)應(yīng)葉輪Dm = 200.5mm;圖9-4對(duì)應(yīng)葉輪Dm= 160.8mm;圖9-5對(duì)應(yīng)葉輪Dm= 129.Omm;圖 9-6對(duì)應(yīng)葉輪Dm= 103.5mm。如果將各模型累的壓力色標(biāo)調(diào)整為全值域顯示，和速度分布一 樣，相似的累其內(nèi)部壓力分布規(guī)律相同。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高溫烙鹽累的常溫模化測(cè)試方法，其特征是:該方法包括W下步驟： 1. W待測(cè)試高溫烙鹽累為原型累，按原型累尺寸等比例縮放設(shè)計(jì)出模型累，模型累采 用常溫介質(zhì)進(jìn)行模化測(cè)試； 2) 模型累和原型累在幾何形狀相似的前提下，同時(shí)滿足雷諾數(shù)、比流量和比揚(yáng)程相等， 則兩臺(tái)累性能相似，并根據(jù)如下對(duì)應(yīng)關(guān)系，設(shè)計(jì)?；瘻y(cè)試方案：其中，原型累輸巧介巧的潭度刃化，粘度刃叫，轉(zhuǎn)速刃np，葉輪且貨刃Dp;模型累輸送介質(zhì) 的密度為Pm,粘度為，轉(zhuǎn)速為nm，葉輪直徑為Dm; X為相似系數(shù)，取值范圍為-1《1 ; 3) 通過模擬或測(cè)試的方法得到模型累的各性能參數(shù)，包括模型累的揚(yáng)程Hm、流量Qm、軸 功率Pm、效率rim; 4) 根據(jù)得到的模型累的各性能參數(shù)，并根據(jù)如下對(duì)應(yīng)關(guān)系，轉(zhuǎn)換后得到原型累性能參 數(shù)；其中，原型累的流量為Qp,揚(yáng)程為Hp,軸功率為Pp,效率為％;模型累的流量為Qm,揚(yáng)程為 Hm,軸功率為Pm,效率為rim。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的?；瘻y(cè)試方法，其特征是:該方法還包括對(duì)相似系數(shù)X在取值 范圍內(nèi)取多個(gè)值，得到多組模化方案，從中篩選滿足W下條件的合理模化方案:模型累的轉(zhuǎn) 速控制在100~eOOOr/min之間；模型累的流量應(yīng)大于InrVh，揚(yáng)程應(yīng)大于O . Im;模型累的葉 輪直徑控制在0.1~0.6m之間，根據(jù)合理的?；桨高M(jìn)而確定相似系數(shù)X值。3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的?；瘻y(cè)試方法，其特征是:所述常溫介質(zhì)為0~35°條件下 的水或油。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的?；瘻y(cè)試方法，其特征是：當(dāng)直接采用原型累作為模型累時(shí)，Dp = Dm;當(dāng)原型累葉輪直徑在0.1~0.6m范圍時(shí)，可直接W原型累作為模型累進(jìn)行?；囼?yàn)。
【文檔編號(hào)】F04D15/00GK105909537SQ201610319355
【公開日】2016年8月31日
【申請(qǐng)日】2016年5月13日
【發(fā)明人】邵春雷, 顧伯勤, 周劍鋒, 程文潔
【申請(qǐng)人】南京工業(yè)大學(xué)