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离心泵和电机模块

已有 2829 次阅读 2017-7-29 16:13 |系统分类:科研笔记

下面介绍一下管网系统中常用的离心泵模块,在K-Spice中泵和压缩机的相关模块有一些不同,有很多种类的模块,使用时也有一定区别。在K-Spice中,泵和压缩机都需要相应的电机来启动,电机也有多种。下面介绍较为常用的离心泵模块和其匹配的电机模块。

离心泵模块

离心泵模块的模块图形如下:


离心泵模块如字面上的意义表示一个离心泵,即带有旋转叶片的转动泵。该模块也可以通过合理的水头-压力曲线输入来表示活塞泵,但更简单的方式还是直接使用活塞泵模块。离心泵是流体模块。

特性曲线:离心泵模块可以通过水头-流量曲线和效率-流量曲线来进行模拟。这些曲线可以是泵厂商提供的产品参数曲线,也可以自行定义。这些曲线可以帮助模块计算流体流经泵后的物性变化,如过泵温升等。具体可以在配置的参数中进行设置,参数中有CurveOption选项,在其中选定Performance data curves,就可以输入水头流量曲线数据表和效率或者功率数据表,同时软件中存在默认的曲线。如果设置为Nominal data,则由用户自行输入标准数据。效率曲线可以直接通过功率曲线提供,但在这种情况下还需要额外提供密度参数。流体流经泵后的焓增也可以计算出来,这一项通过出口温度的增加来体现。模块所给定的曲线参数会在模块中进行三次样条系数的建立,这能保障数据点的选取是合理的。离心泵模块也可以允许流体为多相流、导叶控制以及变进液密度。

进出口模块:给定的曲线定义了泵在第一象限的行为特性,为了能够预测泵的启停和非设计工况下的特性,必须进行泵曲线的外推。对于泵模块,其进口一般是压力模块,如分离器或管容模块。出口通常也是压力模块,与进口类似。泵进出口的压力也可以不通过计算直接给定具体值,这可以在InletPressureOption/OutletPressureOption参数中进行设定。对于泵模块还需要与驱动电机相连接,驱动电机模块输入泵模块的转速,泵模块将扭矩参数输出给驱动电机。

对于泵模块,常见的故障属性有1.段塞;2.磨损;3.气蚀。都可以在模块的故障属性中进行设置。泵模块中也可以进行空穴现象的仿真计算,需要将CavitationOption参数设定为On

离心泵模块也允许将泵设置为可调速泵,有两种方法:

1.  定义一组泵特性曲线,然后通过相似定律来进行调速;

2.  定义一系列泵在不同转速下的特性曲线。

泵模块可以选择导热模型也可以忽略导热(热容量和热损失)的影响。忽略热容是通过将WallMass, WallCp和Volume三项参数设为0;忽略热损则是通过将WallArea, WallToAmbientHTC 和FluidToWallHTC三项参数设为0来实现的。对于模块中流体的黏度,可以直接定义也可以通过物性表参数进行估算,这可以通过ViscosityCalculationOption参数项进行选择。

驱动电机模块

驱动电机模块的图形如下:


异步电机模块包括电机部分和供能部分。电机的能耗可以在给出扭矩和速度项来计算。对于电机模块而言,在有限数据的情况下可以设置默认值来使用模块。

在电机模块可以设置急停模块,对于电机模块,其设置并不是很多,基本使用就是配合泵与压缩机模块来提供动力。




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