【技术实现步骤摘要】
本申请涉及流体输送，尤其涉及一种磁力泵、工作区水力性能测试方法及工作区设计方法。
技术介绍
1、在石油、化工、航天及制药等领域中，通过磁力泵输送具有有毒有害、易燃易爆等特点的介质。传统泵的轴封采用机械密封形式，输送物料泵运行时轴封处存在发热、磨损及泄漏等问题，危害泵机组的平稳运行与周围环境安全。磁力泵在运用于军工、航天等领域时，受安装空间和质量的限制对泵的尺寸、重量与性能提出了更高的要求。
2、现有磁力泵由泵、磁力传动器、电动机三部分组成；磁力泵属于水泵领域的一个分支，磁力泵是一种将永磁联轴的工作原理应用于离心泵的新产品，工作时当电动机带动外磁转子旋转时，磁场能穿透空气隙和非磁性物质，带动与叶轮相连的内磁转子作同步旋转，实现动力的无接触传递，将动密封转化为静密封，由于泵轴、内磁转子被泵体、隔离套完全封闭，从而彻底解决了“跑、冒、滴、漏”问题，消除了炼油化工行业易燃、易爆、有毒、有害介质通过泵密封泄漏的安全隐患。
3、但是，传统的叶轮机械强度差，工作效率低，不能保证叶轮在重载荷工况下的机械强度，导致在输送高温低汽蚀余量介质时磁力泵的水力性能降低。
技术实现思路
1、本专利技术基于叶片前缘及进口叶片表面特殊曲面造型设计，结合叶轮流道过流面积特定面积比设计要素，公开了一种基于流场和磁场耦合作用下的高效工作区大功率高温磁力泵，可用于石油、化工、航天及制药等领域的流体输送，提高了在输送高温低汽蚀余量介质时磁力泵的水力性能。
2、通过以下技术方案实现上述专利
3、第一方面，提供了一种磁力泵，包括：进口、出口、叶轮、设置在叶轮上的叶片、设置在叶轮外的蜗壳，以及冷却通道；叶片呈曲面状，其前缘向磁力泵进口方向延伸弯曲；叶轮进口端的一部分位于进口内部。
4、在一个优选的技术方案中，叶轮的出口过流面积与进口过流面积之比大于1.5；出口的出口角与蜗壳的间隙值，基于叶片的出口过流速度矢量与蜗壳间隙内的速度环量，并以降低内部流动损失和速度脉动量为目标进行设计。
5、第二方面，提供了一种磁力泵工作区水力性能测试方法，包括：
6、建立磁力泵的全流场及全结构场的三维模型；
7、确定cfd数值计算方法；
8、计算全流场流动损失和隔离套内温升变化造成的磁路损失；
9、基于所述全流场流动损失和磁路损失，测试所述磁力泵的工作区水力性能。
10、在一个优选的技术方案中，计算所述全流场流动损失，包括：计算熵产能损失、能量梯度变化率和拟涡能。
11、第三方面，提供了一种磁力泵工作区水力性能测试系统，包括：
12、模型建立模块，用于建立磁力泵的全流场及全结构场的三维模型；
13、确定模块，用于确定cfd数值计算方法；
14、计算模块，用于计算全流场流动损失和隔离套内温升变化造成的磁路损失；
15、测试模块，基于所述全流场流动损失和磁路损失，测试所述磁力泵的工作区水力性能。
16、第四方面，提供了一种磁力泵工作区设计方法，包括：
17、步骤1，设计磁力泵工作区；
18、步骤2，建立所述磁力泵的全流场及全结构场的三维模型；
19、步骤3，确定cfd数值计算方法；
20、步骤4，计算全流场流动损失和隔离套内温升变化造成的磁路损失；
21、步骤5，基于所述全流场流动损失和磁路损失，测试所述磁力泵的工作区水力性能；
22、步骤6，判断所述磁力泵的工作区水力性能是否满足设计要求；
23、步骤7，若是，则确定磁力泵工作区的当前设计方案；否则，返回步骤1，调整所述磁力泵的叶片的曲面程度、叶片前缘向进口的延伸角度、叶轮进口端一部分深入进口内部的深度、叶轮的出口过流面积与进口过流面积比值、出口的出口角以及蜗壳的间隙值，以重新设计磁力泵工作区。
24、在一个优选的技术方案中，计算所述全流场流动损失，包括：计算熵产能损失、能量梯度变化率和拟涡能。
25、第五方面，提供了一种磁力泵工作区设计系统，包括：
26、设计模块，按照如第一方面所述的磁力泵设计工作区；
27、模型建立模块，用于建立所述磁力泵的全流场及全结构场的三维模型；
28、确定模块，用于确定cfd数值计算方法；
29、计算模块，用于计算全流场流动损失和隔离套内温升变化造成的磁路损失；
30、测试模块，基于所述全流场流动损失和磁路损失，测试所述磁力泵的工作区水力性能；
31、判断模块，用于判断所述磁力泵的工作区水力性能是否满足设计要求；
32、设计方案确定模块，用于若所述磁力泵的工作区水力性能满足设计要求，则确定磁力泵工作区的当前设计方案；
33、设计方案调整模块，用于若所述磁力泵的工作区水力性能不满足设计要求，则调整所述磁力泵的叶片的曲面程度、叶片前缘向进口的延伸角度、叶轮进口端一部分深入进口内部的深度、叶轮的出口过流面积与进口过流面积比值、出口的出口角以及蜗壳的间隙值，以重新设计磁力泵工作区。
34、第六方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第二方面所述的一种磁力泵工作区水力性能测试方法的部分或全部步骤。
35、第七方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第四方面所述的一种磁力泵工作区设计方法的部分或全部步骤。
36、相较于现有技术的有益效果：
37、本专利技术公开了一种基于流场和磁场耦合作用下的高效工作区大功率高温磁力泵水力设计方法，可用于石油、化工、航天及制药等领域的流体输送。考虑到磁力泵主流场和隔离套间隙流场联合作用下的泵内流动损失和温升变化造成的磁路损失，采用温度、压力和磁场耦合作用下泵内的能量损失定量分析，实现大功率高温磁力泵高效工作区的预测及性能优化。
38、在水力性能测试中，基于全流场和磁力动静转子间磁场对流动的影响，精确具体计算各个部件的损失，主要包括对全流场流动损失、隔离套内温升变化造成的磁路损失，对于具体的损失可采用对熵产能、能量梯度变化率、拟涡能以及磁路温升损失来表征泵内各个部分的能量损失，最终实现高精度水力性能的预测。
39、设计出高效低压力脉动的磁力泵叶轮，以提高输送高温低汽蚀余量介质时磁力泵的水力性能为目标，进一步拓宽了高效区的范围，并且提高了磁力泵的运行可靠性。叶片的前缘及进口叶片表面采用向泵入口延伸的曲面设计，以减小进口处叶片压力面和吸力面压力差，同时保证流体在叶片进口处提前被叶片进行增压而获得能量，提高进口处的抗汽蚀性能，对于低汽蚀余量设计，针对大功率高温磁力泵输送易气化的介质时，采用增加叶轮进口的过流面积，同时将叶轮的进口端叶片伸进泵的进口段，主要目的是提前对流体进行增压，实现本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种磁力泵，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的磁力泵，其特征在于，
3.一种针对如权利要求1或2所述的磁力泵工作区水力性能测试方法，其特征在于，包括：
4.如权利要求3所述的磁力泵工作区水力性能测试方法，其特征在于，计算所述全流场流动损失，包括：
5.一种针对如权利要求1或2所述的磁力泵工作区水力性能测试系统，其特征在于，包括：
6.一种针对如权利要求1或2所述的磁力泵工作区设计方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述的磁力泵工作区设计方法，其特征在于，计算所述全流场流动损失，包括：
8.一种磁力泵工作区设计系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求3～4任一项所述的一种磁力泵工作区水力性能测试方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求6～7任一项所述的一种
...【技术特征摘要】
1.一种磁力泵，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的磁力泵，其特征在于，
3.一种针对如权利要求1或2所述的磁力泵工作区水力性能测试方法，其特征在于，包括：
4.如权利要求3所述的磁力泵工作区水力性能测试方法，其特征在于，计算所述全流场流动损失，包括：
5.一种针对如权利要求1或2所述的磁力泵工作区水力性能测试系统，其特征在于，包括：
6.一种针对如权利要求1或2所述的磁力泵工作区设计方法，其特征在于，包括：
7.如权利要求6所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：缪宏江，贾晓奇，薛宽荣，屠可可，郑红海，朱祖超，
申请(专利权)人：杭州大路实业有限公司，
类型：发明
国别省市：
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