本發(fā)明涉及離心式壓縮機技術領域，特別是涉及一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法及裝置。

背景技術：

離心壓縮機一般是多級式的，能使氣體獲得較高壓強，處理量較大，效率較高。離心式壓縮機閉式葉輪軸向推力的計算，對于離心壓縮機的故障預判具有重要意義，例如，由于葉輪軸向推力過大會引起推力瓦溫度過高、推力軸承瓦塊磨損、密封破壞、轉子和隔板接觸并相互磨損等故障。

目前，離心式壓縮機閉式葉輪的軸向推力的影響因素有很多，然而現(xiàn)有的離心式壓縮機閉式葉輪軸向推力的計算方法，過于簡單，考慮的影響因素較少，影響了離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算的精確度。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法及裝置，主要目的在于可以結合離心式壓縮機閉式葉輪的軸向推力的多種影響因素計算得到閉式葉輪的軸向推力，可以提高離心壓縮機閉式葉輪軸向推力的精確度。

依據(jù)本發(fā)明一個方面，提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法，該方法包括：

分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；

依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

具體的，分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力，具體包括：

根據(jù)葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力；

根據(jù)葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力；

根據(jù)所述離心力和所述壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力；

根據(jù)葉輪進出口氣體軸向動量變化、葉輪運行工況點的流量系數(shù)、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪外徑、葉輪馬赫數(shù)、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體，確定葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

具體的，根據(jù)葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力，具體包括：

以葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪前隔套直徑、葉輪沿徑向的最大靜壓、葉輪入口靜壓沿徑向分布、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第一預定公式，計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力。

具體的，所述第一預定公式為其中，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，dj為葉輪前隔套直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζin(r)為葉輪入口靜壓沿徑向分布，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f1為所述第一軸向推力。

具體的，根據(jù)葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力，具體包括：

以葉輪直徑、葉輪口圈密封臺階最大直徑、輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)、葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪沿經向的最大靜壓、葉輪出口靜壓、葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律為參數(shù)，利用第二預定公式，計算葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力。

具體的，所述第二預定公式為

其中，d2為葉輪直徑，d1u為葉輪口圈密封臺階最大直徑，βout為輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζsout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζsout(r1u)為葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律，f2為所述第二軸向推力。

具體的，根據(jù)所述離心力和所述壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力，具體包括：

以葉輪直徑、葉輪后隔套直徑、輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪出口靜壓、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第三預定公式，計算葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力。

具體的，所述第三預定公式為

其中，d2為葉輪直徑，dm為葉輪后隔套直徑，γout為輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζhout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f3為所述第三軸向推力。

具體的，根據(jù)葉輪進出口氣體軸向動量變化、葉輪運行工況點的流量系數(shù)、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪外徑、葉輪馬赫數(shù)、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體，確定葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力，具體包括：

以葉輪的質量流量、葉輪進口氣流的軸向速度、葉輪出口氣流的軸向速度、葉輪高效點的流量系數(shù)、參考葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪的實際流量系數(shù)、葉輪直徑、葉輪的參考直徑、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)、葉輪的入口靜壓、葉輪的入口參考靜壓、容積定熵指數(shù)、容積定熵指數(shù)的參考值、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值為參數(shù)，利用第四預定公式，計算葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

具體的，所述第四預定公式為

其中，qm為葉輪的質量流量，vzin為葉輪進口氣流的軸向速度，vzout為葉輪出口氣流的軸向速度，φ1bep為葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1bepref為參考葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1為葉輪的實際流量系數(shù)，d2為葉輪直徑，d2ref為葉輪的參考直徑，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，pin為葉輪的入口靜壓，pinref為葉輪的入口參考靜壓，kv為容積定熵指數(shù)，kvref為容積定熵指數(shù)的參考值，f4bepref為葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值，f4為所述第四軸向推力。

具體的，依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力，具體包括：

將所述第三軸向推力減去所述第一軸向推力，再減去所述第二軸向推力，然后再減去所述第四軸向推力，最后得到的差值作為葉輪軸向總推力。

依據(jù)本發(fā)明另一個方面，提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算裝置，該裝置包括：

計算單元，用于分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；

確定單元，用于依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

具體的，所述計算單元，具體用于根據(jù)葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力；

根據(jù)葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力；

根據(jù)所述離心力和所述壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力；

根據(jù)葉輪進出口氣體軸向動量變化、葉輪運行工況點的流量系數(shù)、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪外徑、葉輪馬赫數(shù)、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體，確定葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

具體的，所述計算單元，具體還用于以葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪前隔套直徑、葉輪沿徑向的最大靜壓、葉輪入口靜壓沿徑向分布、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第一預定公式，計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力。

具體的，所述第一預定公式為其中，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，dj為葉輪前隔套直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζin(r)為葉輪入口靜壓沿徑向分布，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f1為所述第一軸向推力。

具體的，所述計算單元，具體還用于以葉輪直徑、葉輪口圈密封臺階最大直徑、輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)、葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪沿經向的最大靜壓、葉輪出口靜壓、葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律為參數(shù)，利用第二預定公式，計算葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力。

具體的，所述第二預定公式為

其中，d2為葉輪直徑，d1u為葉輪口圈密封臺階最大直徑，βout為輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζsout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζsout(r1u)為葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律，f2為所述第二軸向推力。

具體的，所述計算單元，具體還用于以葉輪直徑、葉輪后隔套直徑、輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪出口靜壓、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第三預定公式，計算葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力。

具體的，所述第三預定公式為

其中，d2為葉輪直徑，dm為葉輪后隔套直徑，γout為輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζhout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f3為所述第三軸向推力。

具體的，所述計算單元，具體還用于以葉輪的質量流量、葉輪進口氣流的軸向速度、葉輪出口氣流的軸向速度、葉輪高效點的流量系數(shù)、參考葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪的實際流量系數(shù)、葉輪直徑、葉輪的參考直徑、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)、葉輪的入口靜壓、葉輪的入口參考靜壓、容積定熵指數(shù)、容積定熵指數(shù)的參考值、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值為參數(shù)，利用第四預定公式，計算葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

具體的，所述第四預定公式為

其中，qm為葉輪的質量流量，vzin為葉輪進口氣流的軸向速度，vzout為葉輪出口氣流的軸向速度，φ1bep為葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1bepref為參考葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1為葉輪的實際流量系數(shù)，d2為葉輪直徑，d2ref為葉輪的參考直徑，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，pin為葉輪的入口靜壓，pinref為葉輪的入口參考靜壓，kv為容積定熵指數(shù)，kvref為容積定熵指數(shù)的參考值，f4bepref為葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值，f4為所述第四軸向推力。

具體的，所述確定單元，具體用于將所述第三軸向推力減去所述第一軸向推力，再減去所述第二軸向推力，然后再減去所述第四軸向推力，最后得到的差值作為葉輪軸向總推力。

依據(jù)本發(fā)明又一個方面，提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)以下步驟：

分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；

依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

依據(jù)本發(fā)明再一個方面，提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算的實體裝置，包括存儲器、處理器及存儲在存儲器上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)以下步驟：

分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；

依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

借由上述技術方案，本發(fā)明提供的一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法及裝置，與目前現(xiàn)有的離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法相比，本發(fā)明可以結合葉輪進口氣體靜壓、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓、葉輪輪盤外側間隙氣體、葉輪進出口氣體軸向動量變化這四個方面分別對葉輪的軸向推力影響，綜合計算出離心壓縮機閉式葉輪的軸向推力，考慮因素更加全面，完善了現(xiàn)有的軸向推力計算方法，計算精確度大大提高。

上述說明僅是本發(fā)明技術方案的概述，為了能夠更清楚了解本發(fā)明的技術手段，而可依照說明書的內容予以實施，并且為了讓本發(fā)明的上述和其它目的、特征和優(yōu)點能夠更明顯易懂，以下特舉本發(fā)明的具體實施方式。

附圖說明

通過閱讀下文優(yōu)選實施方式的詳細描述，各種其他的優(yōu)點和益處對于本領域普通技術人員將變得清楚明了。附圖僅用于示出優(yōu)選實施方式的目的，而并不認為是對本發(fā)明的限制。而且在整個附圖中，用相同的參考符號表示相同的部件。在附圖中：

圖1示出了本發(fā)明實施例提供的一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法流程示意圖；

圖2示出了本發(fā)明實施例提供的另一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法流程示意圖；

圖3示出了本發(fā)明實施例提供的一種閉式葉輪結構實例的示意圖；

圖4示出了本發(fā)明實施例提供的另一種閉式葉輪結構實例的示意圖；

圖5示出了本發(fā)明實施例提供的一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算裝置的結構示意圖；

圖6示出了本發(fā)明實施例提供的一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算裝置的實體結構示意圖。

具體實施方式

下面將參照附圖更詳細地描述本公開的示例性實施例。雖然附圖中顯示了本公開的示例性實施例，然而應當理解，可以以各種形式實現(xiàn)本公開而不應被這里闡述的實施例所限制。相反，提供這些實施例是為了能夠更透徹地理解本公開，并且能夠將本公開的范圍完整的傳達給本領域的技術人員。

本發(fā)明實施例提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法，可以提高離心壓縮機閉式葉輪軸向推力的精確度，如圖1所示，該方法包括：

101、分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

在離心壓縮機閉式葉輪實際運行的過程中，需要考慮多種因素計算離心壓縮機閉式葉輪軸向推力，為了實現(xiàn)考慮因素更加全面，在本發(fā)明實施例中，可以結合葉輪進口氣體靜壓、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓、葉輪輪盤外側間隙氣體、葉輪進出口氣體軸向動量變化這四個方面對葉輪軸向推力的影響，計算出精確度更高的離心壓縮機閉式葉輪軸向推力。

對于本發(fā)明實施例的執(zhí)行主體可以為計算離心壓縮機閉式葉輪軸向推力的裝置，該裝置接收到相應的計算指令時，分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的軸向對葉輪的軸向推力，并結合這四個軸向推力，計算出離心壓縮機閉式葉輪軸向推力，具體執(zhí)行步驟102。

102、依據(jù)第一軸向推力、第二軸向推力、第三軸向推力、第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

例如，葉輪進口氣體靜壓對葉輪的軸向推力為f1，葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力為f2，葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的軸向推力為f3，葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的軸向對葉輪的軸向推力為f4，可以將f3減去f1、f2、f4三者之和，得到的差值作為葉輪軸向總推力，即離心壓縮機閉式葉輪軸向推力。

本發(fā)明實施例提供的一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法，可以考慮多方面對葉輪的軸向推力影響，綜合計算出離心壓縮機閉式葉輪的軸向推力，考慮因素更加全面，完善了現(xiàn)有的軸向推力計算方法，計算精確度大大提高。

進一步地，作為上述本發(fā)明實施例具體實施方式的細化和擴展，提供了另一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法，如圖2所示，該方法包括：

201、根據(jù)葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力。

在本發(fā)明實施例中，葉輪進口氣體靜壓對葉輪的軸向推力考慮了進口靜壓沿徑向分布，同時也考慮了葉輪機器馬赫數(shù)的影響，葉輪出口靜壓沿軸向分布的不均勻對離心壓縮機閉式軸向推力計算的影響，相應的，步驟201具體可以包括：以葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪前隔套直徑、葉輪沿徑向的最大靜壓、葉輪入口靜壓沿徑向分布、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第一預定公式，計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力。其中的靜壓采用無量綱化，這樣便于不同的進口壓力時采用同一種方式。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，以圖3和圖4結構為例，第一預定公式可以如下所示：

其中，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，dj為葉輪前隔套直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζin(r)為葉輪入口靜壓沿徑向分布，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f1為葉輪進口氣體靜壓對葉輪的軸向推力。

需要說明的是，上述公式的表現(xiàn)形式只是本發(fā)明實施例中給出的一個最優(yōu)公式，還可以基于上述公式進行變形來計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的軸向推力，如變換公式中的字母、增加權重系數(shù)、增加修正系數(shù)等，在此本發(fā)明實施例不做限定。

202、根據(jù)葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力。

在本發(fā)明實施例中，葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力考慮了輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力及輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布的不均勻對離心壓縮機閉式葉輪軸向推力的影響，同時還考慮了階梯型密封的影響，相應的，步驟202具體可以包括：以葉輪直徑、葉輪口圈密封臺階最大直徑、輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)、葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪沿經向的最大靜壓、葉輪出口靜壓、葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律為參數(shù)，利用第二預定公式，計算葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力。其中計算的過程考慮了不同的機器馬赫數(shù)對葉輪軸向推力的影響。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，以圖3和圖4結構為例，第二預定公式可以如下所示：

其中，d2為葉輪直徑，d1u為葉輪口圈密封臺階最大直徑，pfs(r)為葉輪輪蓋外側無量綱靜壓沿徑向分布，βout為輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζsout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，p1u為葉輪口圈密封部分的靜壓，ζsout(r1u)為葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律，f2為葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力。

需要說明的是，上述公式的表現(xiàn)形式只是本發(fā)明實施例中給出的一個最優(yōu)公式，還可以基于上述公式進行變形來計算葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力，如變換公式中的字母、增加權重系數(shù)、增加修正系數(shù)等，在此本發(fā)明實施例不做限定。

203、根據(jù)葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力和輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力。

在本發(fā)明實施例中，葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的軸向推力考慮了輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力及輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布的不均勻對離心壓縮機閉式葉輪軸向推力的影響，相應的，步驟203具體可以包括：以葉輪直徑、葉輪后隔套直徑、輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪出口靜壓、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第三預定公式，計算葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，以圖3和圖4結構為例，第三預定公式可以如下所示：

其中，d2為葉輪直徑，dm為葉輪后隔套直徑，γout為輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζhout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f3為葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的軸向推力。

需要說明的是，上述公式的表現(xiàn)形式只是本發(fā)明實施例中給出的一個最優(yōu)公式，還可以基于上述公式進行變形來計算葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的軸向推力，如變換公式中的字母、增加權重系數(shù)、增加修正系數(shù)等，在此本發(fā)明實施例不做限定。

204、根據(jù)葉輪進出口氣體軸向動量變化、葉輪運行工況點的流量系數(shù)、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪外徑、葉輪馬赫數(shù)、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體，確定葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

在本發(fā)明實施例中，葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的軸向推力考慮了葉輪運行工況點的流量系數(shù)、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪外徑、葉輪馬赫數(shù)、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體的影響，相應的，步驟204具體可以包括：以葉輪的質量流量、葉輪進口氣流的軸向速度、葉輪出口氣流的軸向速度、葉輪高效點的流量系數(shù)、參考葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪的實際流量系數(shù)、葉輪直徑、葉輪的參考直徑、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)、葉輪的入口靜壓、葉輪的入口參考靜壓、容積定熵指數(shù)、容積定熵指數(shù)的參考值、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值為參數(shù)，利用第四預定公式，計算葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

在本發(fā)明的一個可選實施例中，以圖3和圖4結構為例，第四預定公式可以如下所示：

其中，qm為葉輪的質量流量，vzin為葉輪進口氣流的軸向速度，vzout為葉輪出口氣流的軸向速度，φ1bep為葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1bepref為參考葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1為葉輪的實際流量系數(shù)，d2為葉輪直徑，d2ref為葉輪的參考直徑，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，pin為葉輪的入口靜壓，pinref為葉輪的入口參考靜壓，kv為容積定熵指數(shù)，kvref為容積定熵指數(shù)的參考值，f4bepref為葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值，f4為葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的軸向推力。

需要說明的是，上述公式的表現(xiàn)形式只是本發(fā)明實施例中給出的一個最優(yōu)公式，還可以基于上述公式進行變形來計算葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的軸向推力，如變換公式中的字母、增加權重系數(shù)、增加修正系數(shù)等，在此本發(fā)明實施例不做限定。

205、依據(jù)第一軸向推力、第二軸向推力、第三軸向推力、第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

步驟205具體可以包括：將第三軸向推力減去第一軸向推力，再減去第二軸向推力，然后再減去第四軸向推力，最后得到的差值作為葉輪軸向總推力。

例如，可以利用如下公式計算出葉輪軸向總推力，即離心壓縮機閉式葉輪軸向推力。

f＝f3-f1-f2-f4

其中，f1為葉輪進口氣體靜壓對葉輪的軸向推力，f2為葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力，f3為葉輪輪盤外側間隙氣體靜壓對葉輪的軸向推力，f4為葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力，f為葉輪軸向總推力，即離心壓縮機閉式葉輪軸向推力。

需要說明的是，上述公式的表現(xiàn)形式只是本發(fā)明實施例中給出的一個最優(yōu)公式，還可以基于上述公式進行變形來計算離心壓縮機閉式葉輪軸向推力，如變換公式中的字母、增加權重系數(shù)、增加修正系數(shù)等，在此本發(fā)明實施例不做限定。

進一步地，為了便于用戶查看并進行管理，在通過上述方法計算出離心壓縮機閉式葉輪軸向推力之后，可以根據(jù)該數(shù)值劃分等級，每個等級對應各自的數(shù)值范圍，并按照計算出的數(shù)值屬于哪一等級，展示該等級樣式相應的計算結果。例如，可以預先分為危險、中等、安全三個等級，在計算出離心壓縮機閉式葉輪軸向推力之后，如果確定該推力數(shù)值屬于安全等級的數(shù)值范圍內，可以將該推力數(shù)值利用綠字體進行展示；如果確定該推力數(shù)值屬于危險等級的數(shù)值范圍內，可以將該推力數(shù)值利用紅色字體進行展示，并可以輸出告警信息，其中告警信息可以為文本告警信息、圖片告警信息、音頻告警信息、視頻告警信息等，以便用戶可以及時進行相應管理，減少由于葉輪軸向推力過大產生的推力瓦溫度過高、推力軸承瓦塊磨損、密封破壞、轉子和隔板接觸并相互磨損等故障。

本發(fā)明實施例提供的另一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算方法，考慮了葉輪出口靜壓沿軸向分布的不均勻對軸向推力計算的影響；輪盤輪蓋外側間隙氣體旋轉產生的離心力引起的壓力分布的不均勻對葉輪軸向推力的影響；模型級實際的口圈密封及級間密封泄漏對葉輪軸向推力的影響；不同的密封形式，如平直型密封和階梯型密封對軸向推力的影響；考慮了不同的馬赫數(shù)對葉輪軸向推力的影響；以及考慮了葉輪進出口氣體軸向動量的變化產生的推力影響，考慮因素更加全面，完善了現(xiàn)有的軸向推力計算方法，計算精確度大大提高。

進一步地，作為圖1和圖2所述方法的具體實現(xiàn)，本發(fā)明實施例提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算裝置，如圖5所示，所述裝置包括：計算單元31、確定單元32。

計算單元31，可以用于分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

確定單元32，可以用于依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

在具體的應用場景中，所述計算單元31，具體可以用于根據(jù)葉輪進口靜壓沿徑向分布、葉輪前隔套直徑、葉輪出口靜壓沿軸向分布，確定葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力；根據(jù)葉輪輪蓋外側氣體由于間隙氣體旋轉產生的離心力、輪蓋口圈泄漏引起的壓力分布、階梯型密封情況，確定葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力；根據(jù)所述離心力和所述壓力分布，確定葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力；根據(jù)葉輪進出口氣體軸向動量變化、葉輪運行工況點的流量系數(shù)、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪外徑、葉輪馬赫數(shù)、葉輪進口靜壓、葉輪進口處氣體，確定葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

在具體的應用場景中，所述計算單元31，具體還可以用于以葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪前隔套直徑、葉輪沿徑向的最大靜壓、葉輪入口靜壓沿徑向分布、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第一預定公式，計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力。

優(yōu)選地，所述第一預定公式為其中，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，dj為葉輪前隔套直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζin(r)為葉輪入口靜壓沿徑向分布，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f1為所述第一軸向推力。

在具體的應用場景中，所述計算單元31，具體還可以用于以葉輪直徑、葉輪口圈密封臺階最大直徑、輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)、葉輪口圈密封臺階最小直徑、葉輪沿經向的最大靜壓、葉輪出口靜壓、葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律為參數(shù)，利用第二預定公式，計算葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力。

優(yōu)選地，所述第二預定公式為

其中，d2為葉輪直徑，d1u為葉輪口圈密封臺階最大直徑，βout為輪蓋外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζsout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，d1d為葉輪口圈密封臺階最小直徑，p0為葉輪沿徑向的最大靜壓，ζsout(r1u)為葉輪口圈密封臺階靜壓沿徑向變化規(guī)律，f2為所述第二軸向推力。

在具體的應用場景中，所述計算單元31，具體還可以用于以葉輪直徑、葉輪后隔套直徑、輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)、葉輪出口靜壓、葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)為參數(shù)，利用第三預定公式，計算葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力。

優(yōu)選地，所述第三預定公式為

其中，d2為葉輪直徑，dm為葉輪后隔套直徑，γout為輪盤外側間隙入口靜壓修正系數(shù)，pf為葉輪出口靜壓，ζhout(r)為葉輪輪蓋外側靜壓沿徑向變化規(guī)律，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，f3為所述第三軸向推力。

在具體的應用場景中，所述計算單元31，具體還可以用于以葉輪的質量流量、葉輪進口氣流的軸向速度、葉輪出口氣流的軸向速度、葉輪高效點的流量系數(shù)、參考葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪的實際流量系數(shù)、葉輪直徑、葉輪的參考直徑、葉輪的機器馬赫數(shù)、葉輪的參考機器馬赫數(shù)、葉輪的入口靜壓、葉輪的入口參考靜壓、容積定熵指數(shù)、容積定熵指數(shù)的參考值、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值為參數(shù)，利用第四預定公式，計算葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力。

優(yōu)選地，所述第四預定公式為

其中，qm為葉輪的質量流量，vzin為葉輪進口氣流的軸向速度，vzout為葉輪出口氣流的軸向速度，φ1bep為葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1bepref為參考葉輪高效點的流量系數(shù)，φ1為葉輪的實際流量系數(shù)，d2為葉輪直徑，d2ref為葉輪的參考直徑，ma為葉輪的機器馬赫數(shù)，maref為葉輪的參考機器馬赫數(shù)，pin為葉輪的入口靜壓，pinref為葉輪的入口參考靜壓，kv為容積定熵指數(shù)，kvref為容積定熵指數(shù)的參考值，f4bepref為葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪產生的軸向推力的參考值，f4為所述第四軸向推力。

在具體的應用場景中，所述確定單元32，具體可以用于將所述第三軸向推力減去所述第一軸向推力，再減去所述第二軸向推力，然后再減去所述第四軸向推力，最后得到的差值作為葉輪軸向總推力。

需要說明的是，本發(fā)明實施例提供的一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算裝置所涉及各功能單元的其他相應描述，可以參考圖1和圖2中的對應描述，在此不再贅述。

基于上述如圖1和圖2所示方法，相應的，本發(fā)明實施例還提供了一種計算機可讀存儲介質，其上存儲有計算機程序，該程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)以下步驟：分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力。

基于上述如圖1和圖2所示方法和如圖5所示裝置的實施例，本發(fā)明實施例還提供了一種離心壓縮機閉式葉輪軸向推力計算的實體裝置，如圖6所示，該裝置包括：處理器41、存儲器42、及存儲在存儲器42上并可在處理器上運行的計算機程序，所述處理器41執(zhí)行所述程序時實現(xiàn)以下步驟：分別計算葉輪進口氣體靜壓對葉輪的第一軸向推力、葉輪輪蓋外側間隙氣體靜壓對葉輪的第二軸向推力、葉輪輪盤外側間隙氣體對葉輪的第三軸向推力、葉輪進出口氣體軸向動量變化對葉輪的第四軸向推力；依據(jù)所述第一軸向推力、所述第二軸向推力、所述第三軸向推力、所述第四軸向推力，確定葉輪軸向總推力，該裝置還包括：總線43，被配置為耦接處理器41及存儲器42。

通過應用本發(fā)明的技術方案，所做的葉輪軸向推力的計算考慮了葉輪的形式、葉輪的直徑、葉輪轉速、葉輪高效點的流量系數(shù)、葉輪工況點、口圈密封及級間密封以及介質種類等因素的影響，因而考慮因素更全面，計算精確度更高。

通過以上的實施方式的描述，本領域的技術人員可以清楚地了解到本申請可以通過硬件實現(xiàn)，也可以借助軟件加必要的通用硬件平臺的方式來實現(xiàn)?；谶@樣的理解，本申請的技術方案可以以軟件產品的形式體現(xiàn)出來，該軟件產品可以存儲在一個非易失性存儲介質(可以是cd-rom，u盤，移動硬盤等)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設備(可以是個人計算機，服務器，或者網絡設備等)執(zhí)行本申請各個實施場景所述的方法。

本領域技術人員可以理解附圖只是一個優(yōu)選實施場景的示意圖，附圖中的模塊或流程并不一定是實施本申請所必須的。

本領域技術人員可以理解實施場景中的裝置中的模塊可以按照實施場景描述進行分布于實施場景的裝置中，也可以進行相應變化位于不同于本實施場景的一個或多個裝置中。上述實施場景的模塊可以合并為一個模塊，也可以進一步拆分成多個子模塊。

上述本申請序號僅僅為了描述，不代表實施場景的優(yōu)劣。

以上公開的僅為本申請的幾個具體實施場景，但是，本申請并非局限于此，任何本領域的技術人員能思之的變化都應落入本申請的保護范圍。