[发明专利]一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法

说明书

本发明涉及一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法。所述方法涉及的装置主要包括：叶轮装置、管道、压差计、管道阀门、阀门角度控制电机、单片机控制系统及上位机软件；所述方法通过在阀门两侧及叶轮机前打孔安插压差计，然后通过步进电机控制阀门角度，测量出不同的阀门角度的叶轮机前开孔与大气压的压差以及阀门两侧压差。由采集的阀门两侧压差、管道介质密度、管道横截面积以及根据大量实验和仿真的验证的阻力系数计算得出多组压力‑流量值。然后通过单片机输出上位机软件耦合出一条精度很高的P‑Q叶轮机械性能曲线，以此能精准的评估叶轮机械的性能。本发明方法安全无害，性能好，成本低，且可靠性高，稳定性强。

技术领域

一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法。

背景技术

叶轮机械通过产生持续不间断的空气流动性来实现机械做功的目的。其主要工作零配件是叶轮，因此叶轮机械是叶片与其他机械零配件通过采用一定的动力运动学设计方法实现流体能量转换的机械总称。为不断提高叶轮机械的工作效率和经济性，因此急需一种简便高效测试并衡量叶轮机械性能的方法。

发明内容

本发明提出了一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法，这种方法的准确度和可靠性较高。

本发明所采用的具体技术方案如下：

本发明所述方法涉及的装置主要包括：叶轮装置、管道、压差计、管道阀门、阀门角度控制电机、单片机控制系统及上位机软件；所述方法通过在阀门两侧及叶轮机前打孔安插压差计并连入单片机控制系统，然后通过阀门角度控制电机控制阀门角度，测量出对应不同的阀门角度的叶轮机前开孔与大气压的压差以及阀门两侧压差。由采集的阀门两侧压差、管道介质密度、管道横截面积以及根据大量实验和仿真的验证的阻力系数计算得出当前阀门角度下的流量Q[i]；由叶轮机前开孔与大气压的压差得出当前阀门角度下叶轮机的输出压力 P[i]，由此得出一组压力-流量值(Q[i]，P[i])；在控制电机控制阀门从0度转到90度的过程中均匀的采集10组压力-流量值。最后通过单片机输出上位机软件拟合出一条精度很高的P-Q 叶轮机械性能曲线。

所述方法在阀门两侧及叶轮机前打孔安插压差计并将测量结果传入单片机控制系统，单片机控制系统控制阀门从0度转到90度的过程中均匀的采集10组压差值，在某一角度时采集的对应的阀门两侧和叶轮机前打孔前的与大气压的压差可以表示为ΔP1[i]和ΔP2[i]。

所述方法基于公式：

其中，ΔP带入为阀门两侧压差ΔP1[i]，ξ_θ为当前开度下阀门的阻力系数，本系数是根据大量实验得来，并经过仿真的验证的阻力系数，ρ为当前管道内介质密度，由此得出流体的速度V，基于计算出的速度，以及管道的面积A计算出当前阀门角度下的流量Q[i]；且由叶轮机前打孔前的与大气压的压差ΔP2[i]，可以计算出当前前阀门角度下下的压力P[i]。所以在控制电机控制阀门从0度转到90度的过程中可以均匀的由采集的相关数据计算出10组压力- 流量值((Q[i]，P[i]))。

所述方法由计算出10组压力-流量值((Q[i]，P[i]))通过单片系统传入上位机软件，通过上位机软件拟合一条精度很高的P-Q叶轮机械性能曲线，可以准确的表示叶轮机械性能。

本发明的收益效果是：

本发明方法对通道和承载装置的材质无特殊要求，对流体的介电常数、导电性、粘性系数无特殊要求。

本发明方法是一种非接触式测量方法，测量过程中对通道中流体分布不会产生干扰。

本发明方法具有实时性，能够在采集过程中进行实时测量，实用性强。

本发明方法安全无害，性能好，可靠性强，成本低，能够广泛应用于工业领域在工业领域。