一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法技术

本发明专利技术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。本发明专利技术方法安全无害，性能好，成本低，且可靠性高，稳定性强。

A method for testing mechanical performance curve of turbomachine based on differential pressure gauge

The invention relates to a method for testing the mechanical performance curve of turbomachine based on a differential pressure gauge. The device involved in the method mainly includes: impeller device, pipeline, differential pressure meter, pipeline valve, valve angle control motor, single chip microcomputer control system and upper computer software; the method measures different valve angles by punching and inserting differential pressure meters on both sides of the valve and in front of the turbomachinery, and then by stepping motor control valve angle. The pressure difference between the opening and the atmospheric pressure of the turbine front and the pressure difference on both sides of the valve. According to the pressure difference on both sides of the valve, the density of the pipeline medium, the cross-sectional area of the pipeline and the resistance coefficient verified by a large number of experiments and simulations, a number of pressure and flow values are calculated. Then a P_Q turbomachinery performance curve with high precision is coupled by the output software of the upper computer of the single chip microcomputer, which can accurately evaluate the performance of the turbomachinery. The method is safe, harmless, good in performance, low in cost, high in reliability and strong in stability.

【技术实现步骤摘要】
一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法
一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术所采用的具体技术方案如下：本专利技术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]，ξθ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。本专利技术的收益效果是：本专利技术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。本专利技术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。本专利技术方法具有实时性，能够在采集过程中进行实时测量，实用性强。本专利技术方法安全无害，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。本专利技术方法提供了一种可以对多种叶轮机械性能进行很直观的对比的方法。附图说明当结合附图考虑时，通过参照下面的详细描述，能够更好地理解本专利技术以及容易得知其中许多伴随的优点，但此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本专利技术的一部分，本专利技术的示意性实施例及说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定，其中：图1是本专利技术装置结构框图。图2是本专利技术装置结构框侧视图。图3是上位机软件叶轮机械性能曲线展示图。具体实施方式下面结合附图，用实施例来进一步说明本专利技术。但这个实施例仅是说明性的，本专利技术的保护范围并不受这个实施例的限制。本专利技术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]，ξθ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，如图2所示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。以上实例的说明只是用于帮助理解本专利技术的核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本专利技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本专利技术的限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法，其特征是：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。

【技术特征摘要】
1.一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法，其特征是：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。2.根据权利要求1所述的一种基于压差计的叶轮机械性能曲线测试的方法，其特征在于，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]。...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凯，王冲，翟长秀，
申请(专利权)人：中国计量大学，
类型：发明
国别省市：浙江,33