[0036] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0037] 如图1所示，一种基于仿真结果修正的离心泵效率值预测方法，包括以下步骤：
[0038] 步骤1、根据离心泵原泵设计方案，确定考察的最小流量值Qmin和最大流量值Qmax，分别对原泵设计方案进行实验测试和计算机仿真，获得考察流量范围内不少于5个不同流量点对应的离心泵原泵效率实验测试值和计算机仿真值。
[0039] 其中离心泵原泵设计方案，包括但不限于离心泵的几何形状和尺寸、额定转速、叶轮旋转方向、运行流量范围等信息。
[0040] 所述离心泵原泵效率实验测试值的获取包括如下步骤：
[0041] 步骤S1：根据离心泵原泵设计方案，加工制作离心泵实物，并将离心泵实物安装至离心泵水力性能测试台；
[0042] 步骤S2：在离心泵水力性能测试台上，调节离心泵出口管道阀门设置离心泵运行流量为其考察的最小流量值Qmin，记录该流量值下离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程测量值，并由测量得到的离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程值，由此计算该运行流量点下离心泵的效率值；
[0043] 步骤S3：增大离心泵出口管道阀门开度，适当增大离心泵运行流量值，记录该流量值下离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程测量值，并由测量得到的离心泵的运行流量、转速、主轴扭矩和扬程值，由此计算该运行流量点下离心泵的效率值；
[0044] 步骤S4：重复步骤S3至少3次，直至获得考察的最大流量值Qmax所对应的离心泵的效率值。
[0045] 所述离心泵原泵效率计算机仿真值的获取包括如下步骤：
[0046] 步骤O1：根据离心泵原泵设计方案，绘制离心泵水体部分三维几何图，并划分数值仿真用网格；
[0047] 步骤O2：将离心泵数值仿真用网格导入计算流体力学软件，设置通过离心泵的流量为其考察的最小流量值Qmin，添加离心泵额定转速和叶轮旋转方向等必要信息，采用有限体积法进行迭代计算，基于计算结果获得该通过流量下的离心泵的主轴扭矩和扬程值，由此计算该运行流量点下离心泵的效率值；
[0048] 步骤O3：调整计算流体力学软件设置，适当增大通过离心泵的流量值，添加离心泵额定转速和叶轮旋转方向等必要信息，采用有限体积法进行迭代计算，基于计算结果获得该通过流量下的离心泵的主轴扭矩和扬程值，由此计算该运行流量点下离心泵的效率值；
[0049] 步骤O4：重复步骤O3至少3次，直至获得考察的最大流量值Qmax所对应的离心泵的效率值。
[0050] 步骤2、针对离心泵原泵不同流量点对应的效率实验测试值和计算机仿真值，基于最小二乘法分别进行一元二次函数拟合，并分别获得离心泵原泵流量‑效率实验测试值函2 2
数关系式T(Q)＝aTQ+bTQ+cT和离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)＝aNQ +bNQ+cN，以上两式中Q为离心泵流量值，T(Q)为流量为Q时的离心泵原泵效率实验测试值，aT、bT、和cT分别为拟合得到的离心泵原泵流量‑效率实验测试值一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项，N(Q)为流量为Q时的离心泵原泵效率仿真计算值，aN、bN、和cN分别为拟合得到的离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项。
[0051] 步骤3、对离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)＝aNQ2+bNQ+cN进行一次修正，获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值一次修正函数关系式NI(Q)＝aN(Q+Δ2
QL) +bN(Q+ΔQL)+cN，式中ΔQL为函数向左平移量，
[0052] 步骤4、对离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)＝aNQ2+bNQ+cN进行二次修正，获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值二次修正函数关系式NII(Q)＝haN(Q+Δ2
QL) +hbN(Q+ΔQL)+hcN，式中h为函数拉伸系数，
[0053]
[0054] 步骤5、对离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式N(Q)＝aNQ2+bNQ+cN进行三次修正，获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值三次修正函数关系式NIII(Q)＝haN(Q+2
ΔQL) +hbN(Q+ΔQL)+hcN+ΔNU，式中ΔNU为函数向上平移量，
[0055]
[0056] 步骤6、在离心泵原泵设计方案基础上修改得到离心泵新泵设计方案，对离心泵新泵设计方案进行计算机仿真，根据仿真结果拟合得到离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值2
函数关系式M(Q)＝aMQ +bMQ+cM，式中Q为离心泵流量值，M(Q)为流量为Q时的离心泵新泵效率仿真计算值，aM、bM、和cM分别为拟合得到的离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值一元二次函数关系式的二次项系数、一次项系数和常数项；
[0057] 其中离心泵新泵设计方案，包括但不限于离心泵的几何形状和尺寸、额定转速、叶轮旋转方向、运行流量范围等信息。
[0058] 步骤7、在离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式M(Q)＝aMQ2+bMQ+cM基础上进行修正，得到离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值修正函数关系式MX(Q)＝haM(Q+ΔQL)+hbM(Q+ΔQL)+hcM+ΔNU，即为预测得到的离心泵新泵的流量‑效率曲线所对应的函数关系式，式中ΔQL为步骤3所确定的函数向左平移量，h为步骤4所确定的函数拉伸系数，ΔNU为步骤5所确定的函数向上平移量。
[0059] 实施例
[0060] 某离心泵，原泵设计方案为：进口直径0.35m，出口直径0.35m，额定转速1480r/3 3
min，叶轮旋转方向为逆时针方向，额定流量1200m/h，运行流量范围为700～1700m /h，亦即
3 3
考察的最小流量值Qmin＝700m/h、最大流量值Qmax＝1700m/h。
[0061] 根据该离心泵原泵设计方案，加工制作离心泵实物，并通过水力性能测试台测试，获得的不同流量工况下的效率值见表1。
[0062] 表1离心泵原泵设计方案不同流量工况下的效率实验测试值
[0063] 3流量(m/h) 700 972 1260 1476 1700
效率值 0.558 0.71 0.81 0.782 0.71
[0064] 根据离心泵原泵设计方案，绘制离心泵水体部分三维几何图，并划分数值仿真用网格，导入计算流体力学软件Fluent，设置边界条件如下：进口为流量值，出口静压力为0，叶轮区域旋转速度1480r/min，叶轮旋转方向为逆时针方向，采用有限体积法进行迭代计算，基于计算结果获得该通过流量下的离心泵的主轴扭矩和扬程值，由此计算该运行流量点下离心泵的效率值。
[0065] 计算机仿真得到的原泵不同流量工况下的效率值见表2。
[0066] 表2离心泵原泵设计方案不同流量工况下的效率计算机仿真值
[0067] 3流量(m/h) 700 972 1260 1476 1700
效率值 0.564 0.703 0.76 0.751 0.687
[0068] 基于最小二乘法分别对表1和表2中的数据进行拟合，得到离心泵原泵流量‑效率2 2
实验测试值函数关系式为T(Q)＝aTQ+bTQ+cT＝‑6.33E‑7Q+1.68E‑3Q‑3.10E‑1，即拟合得到的离心泵原泵流量‑效率实验测试值一元二次函数关系式的二次项系数aT＝‑6.33E‑7、一次项系数bT＝1.68E‑3、常数项cT＝‑3.10E‑1；得到离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数
2 2
关系式为N(Q)＝aNQ+bNQ+cN＝‑5.22E‑7Q+1.38E‑3Q‑1.43E‑1，即拟合得到的离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值一元二次函数关系式的二次项系数aN＝‑5.22E‑7、一次项系数bN＝
1.38E‑3、常数项cN＝‑1.43E‑1。因此，计算得到离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式一次修正所需的函数向左平移量为：
[0069] 由此得到离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值一次修正函数关系式为：NI(Q)＝aN2 2
(Q+ΔQL) +bN(Q+ΔQL)+cN＝‑5.22E‑7(Q‑5.2) +1.38E‑3(Q‑5.2)‑1.43E‑1[0070] 计算得到离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式二次修正所需的函数拉伸系数为：
[0071]
[0072] 由此得到离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值二次修正函数关系式为：
[0073] NII(Q)＝haN(Q+ΔQL)2+hbN(Q+ΔQL)+hcN＝‑6.32E‑7(Q‑5.2)2+1.67E‑3(Q‑5.2)‑1.72E‑1
[0074] 计算得到离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式三次修正所需的函数向上平移量为：
[0075]
[0076] 最终获得离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值三次修正函数关系式为：
[0077] NIII(Q)＝haN(Q+ΔQL)2+hbN(Q+ΔQL)+hcN+ΔNU＝‑6.32E‑7(Q‑5.2)2+1.67E‑3(Q‑2
5.2)‑0.298＝‑6.32E‑7Q+1.68E‑3Q‑3.10E‑1
[0078] 可见经过最初的离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式经过三次修正后得到的离心泵原泵流量‑效率计算机仿真值三次修正函数关系式，与离心泵原泵流量‑效率实验测试值一元二次函数关系式已经基本一致。
[0079] 为了更方便观察以上各函数关系式的情况，在考察的流量范围700～1700m3/h内，对函数绘图予以展示，分别见图2和图3。
[0080] 图2为该离心泵原泵的拟合函数曲线图，曲线101为流量‑效率实验测试值拟合函数曲线，曲线102为流量‑效率实验测试值拟合函数曲线。
[0081] 图3为该离心泵原泵的流量‑效率计算机仿真值修正函数的曲线图，曲线103为该离心泵原泵的流量‑效率计算机仿真值一次修正函数的曲线，曲线104为该离心泵原泵的流量‑效率计算机仿真值二次修正函数的曲线，曲线105为该离心泵原泵的流量‑效率计算机仿真值三次修正函数的曲线。
[0082] 从图2中可以看出，该离心泵原泵的流量‑效率实验测试值拟合函数曲线101和流量‑效率实验测试值拟合函数曲线102存在较大的差异；而由图2和图3比较可以发现，经过三次修正后，图3中的该离心泵原泵的流量‑效率计算机仿真值三次修正函数的曲线105与图2中的该离心泵原泵流量‑效率实验测试值拟合函数曲线101几乎重合。
[0083] 下面，利用获得函数向左平移量ΔQL、函数拉伸系数h和函数向上平移量ΔNU对新泵设计方案进行效率值的预测。
[0084] 在离心泵原泵设计方案的基础上，小幅度地修改其三维几何图，得到离心泵新泵设计方案，对离心泵新泵设计方案进行计算机仿真，获得其不同流量工况下的效率计算机仿真值见表3。
[0085] 表3离心泵新泵设计方案不同流量工况下的效率计算机仿真值
[0086] 3流量(m/h) 700 972 1260 1476 1700
效率值 0.581 0.725 0.787 0.774 0.705
[0087] 根据表3中的仿真结果拟合得到离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值函数关系式M2 2
(Q)＝aMQ+bMQ+cM＝‑5.55E‑7Q+1.46E‑3Q‑0.167。
[0088] 因此，代入离心泵原泵相关数据分析过程中获得的函数向左平移量ΔQL＝‑5.2，函数拉伸系数h＝1.21，函数向上平移量ΔNU＝‑0.126，得到离心泵新泵流量‑效率计算机仿真值修正函数关系式为：MX(Q)＝haM(Q+ΔQL)+hbM(Q+ΔQL)+hcM+ΔNU＝‑5.55E‑7*1.212 2
(Q‑5.2) +1.46E‑3*1.21(Q‑5.2)‑0.167*1.21‑0.126＝‑6.27E‑7Q+1.78E‑3Q‑0.337[0089] 为了验证本发明提供的离心泵效率值预测方法的可靠性，根据该离心泵新泵设计方案，加工制作离心泵新泵实物，并通过水力性能测试台测试，获得的不同流量工况下的效率实验测试值见表4。
[0090] 表4离心泵新泵设计方案不同流量工况下的效率实验测试值
[0091] 流量(m3/h) 700 972 1260 1476 1700效率值 0.583 0.743 0.828 0.813 0.735
[0092] 由表4中数据，拟合得到离心泵新泵流量‑效率计算机实验测试值函数关系式为P2
(Q)＝‑6.43E‑7Q+1.68E‑3Q‑0.283。
[0093] 为了更方便观察以上离心泵新泵相关函数关系式的情况，在考察的流量范围7003
～1700m/h内，对离心泵新泵相关函数绘图予以展示，如图4所示。
[0094] 图4为本发明实施例中离心泵新泵的流量‑效率函数曲线的对比图，曲线201为离心泵新泵的流量‑效率计算机仿真值函数曲线，曲线202为离心泵新泵的流量‑效率计算机仿真值修正函数曲线，曲线203为离心泵新泵的流量‑效率实验测试值函数曲线。
[0095] 图4中容易发现，使用本发明提供的离心泵效率值修正方法，将离心泵新泵的流量‑效率计算机仿真值函数曲线201修正为离心泵新泵的流量‑效率计算机仿真值修正函数曲线202后，其预测精度得到了显著提升，十分接近离心泵新泵的流量‑效率实验测试值函数曲线203。
[0096] 本实施例提供的基于仿真结果修正的离心泵效率值预测方法，针对计算机仿真与实验测试这两种途径得到的离心泵效率值存在偏差这一事实，以离心泵原泵的效率计算机仿真结果和实验测试结果为基础，通过多次拟合曲线的换算获得三个修正参数，使离心泵原泵的流量‑效率计算机仿真值修正函数曲线与其实验测试值基本一致，然后再利用相关的修正系数对离心泵新泵的流量‑效率计算机仿真值函数曲线进行修正，最终较好地预测得到了离心泵新泵不同流量工况下的效率值，这种方法客观科学，适用面广，逻辑严密，操作方便，且易于编程实现，当离心泵新泵的设计方案与原泵相差不是太大时，能够取得较好的效率计算机仿真值修正效果。
