全局设置

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全局设置

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此处定义适用于所有组件的全局项目设置。

根据项目类型，需要不同的输入参数（见下文）。示例中左侧为泵的全局设置对话框，右侧为压缩机的全局设置对话框。

设计点

此处需输入设计点数据：

(1) 流量：

•对于泵、风机、水轮机：体积流量 Q 或质量流量 ṁ

•对于压缩机：质量流量 ṁ 或体积流量 Q（基于吸入侧总状态）

•对于燃气轮机：质量流量ṁ

(2) 能量传递：

•对于泵：水头H或总压差Δpt

•对于风机：总压差Δpt

•对于压缩机：总压比πt或总压差Δpt或比功Y

•对于燃气轮机：总压比πtt或总静压比πts

•对于水轮机：水头H

(3) 转速n

在项目中，每个叶轮的能量传递和转速可单独指定，详见主要尺寸.
多级机器中所有叶轮的能量传递之和应等于全局设置值。

流体

此处需定义流体。

必须选择一种预定义流体。现有流体列表可在流体管理器.

中修改。对于压缩机和涡轮机，还需额外指定气体模型：理想气体、Redlich-Kwong、Aungier/Redlich-Kwong、Soave/Redlich-Kwong、Peng-Robinson或CoolProp。

对于泵，若流体列于库中，可通过CoolProp库确定其属性。若未列出，则仅可使用用户定义模型，即采用恒定密度。

进口条件

此处需定义进口总状态——总压pt和总温Tt。后者仅适用于压缩机和涡轮机。对于泵和风机，进口总压与设计无关，但将用于CFD导出的接口以及任何组件接口处信息值的计算。

可选参数

此处可定义一些可选参数。其默认值通常保持不变。

•叶轮旋转方向（沿负轴方向观察）。

•附加效率，包含机器叶轮和壳体部件中所有附加（非典型）流动损失。该效率值用于叶轮尺寸计算以及总效率计算，与叶轮设计中指定的效率值共同使用。

•预旋 [仅适用于泵、风机、压缩机]
此处可定义轮毂和轮缘处的进口旋流。提供以下定义：

 

流动角度

旋流数

旋流能量数

正旋流

负旋流

无旋流

α < 90°

α > 90°

α = 90°

δr < 1

δr > 1

δr = 1

δY > 0

δY < 0

δY = 0

负旋流会增加水头，且通常对吸入性能无益。通过直管流入通常产生无旋流。

不同参数可相互转换：

   

该转换δr - α仅对特定直径d有效H和dS.

值

除径向流入式涡轮机外，机器的一般子午面形状（取决于比转速）显示在右侧值区域：

离心式
（径向）

混流式
（斜流）

轴流式

 

此外，显示一些计算变量：

比转速

指向机器类型和叶轮一般形状
（参见比转速定义）

比能Y

泵、风机、水轮机：
  Y = gH = Δpt/ρ

压缩机、燃气轮机（理想气体模型）：
 

输出功率PQ

泵、风机：
  PQ = ρgHQ

质量流量m

泵、风机、水轮机：
 

压缩机：
  （根据气体模型确定密度）

总压差Δpt

泵、风机：
  Δpt = ρgH

压缩机：

体积流量（总）

（根据气体模型确定密度）

进口声速（总）

（理想气体模型）

进口密度（总）

（根据气体模型确定密度）

出口压力（总）

 

出口温度（总，等熵）

（理想气体模型）

燃气轮机：

体积流量（总）

（根据气体模型确定密度）

进口声速（总）

（理想气体模型）

进口密度（总）

（根据气体模型确定密度）

出口压力（总）或

静参数

出口温度（总，等熵）或

静参数，等熵

（理想气体模型）

（理想气体模型）

水轮机：

净水头

科迪尔

的Cordier图包含比转速与比直径之间的关系。

参见科迪尔.

一般说明

•通常出于成本考虑，优先选用单级单吸式机器，其覆盖范围约为10 < nq < 400。

•在特殊情况下，可能需要设计极低比转速（nq < 10）的叶轮。此类叶轮的特点是直径大、宽度小。自由流通面积与湿表面积之比变得不利，导致高摩擦损失。为防止此问题，若可能，可提高转速n或流量Q。替代方案是设计多级机器，以降低单级能量传递。

•若出现特别高的比转速（nq > 400），若可行，可降低转速n或流量Q。另一种选择是并联运行多台具有较低nq的单级机器。

•请注意：CFturbo 优选使用范围10 < nq < 400– 离心式、混流式和轴流式叶轮。

 

可能的警告

问题

可能的解决方案

所有叶轮的能量传递与全局定义值不同。

每个叶轮定义的能量传递之和偏离全局设置中的全局定义值。

检查并调整叶轮的能量传递（参见主要尺寸以获取全局设置初始定义值的总计100%。

总进口压力过小。

仅适用于水轮机：水头与进口总压力共同导致出口总压力小于0，此时：

.

增加总进口压力。

压力和温度不在流体的液相范围内。

如果流体模型 = CoolProp，流体属性将作为压力和温度的函数进行计算。当压力和温度低于蒸气压曲线 pv(T) 时，流体状态不处于有效.

增加进口压力，降低进口温度。

压力和温度不在流体的气相范围内。

适用于流体模型 = CoolProp 或 REFPROP。当压力和温度高于蒸气压曲线 pv(T) 时，流体状态不处于有效.

降低进口压力，增加进口温度。

焓差（比功）为零。

可能原因：气体状态未完全处于气相。

适用于流体模型为 CoolProp 或 REFPROP 的情况。若出口压力和温度高于蒸气压曲线 pv(T)，则流体状态不处于有效且无法计算比功。

更改压力比、进口条件或流体模型。