离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置与流程

本发明涉及离心式压缩机技术领域，特别是涉及一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置。

背景技术：

离心压缩机一般是多级式的，能使气体获得较高压强，处理量较大，效率较高。离心式压缩机闭式叶轮轴向推力的计算，对于离心压缩机的故障预判具有重要意义，例如，由于叶轮轴向推力过大会引起推力瓦温度过高、推力轴承瓦块磨损、密封破坏、转子和隔板接触并相互磨损等故障。

目前，离心式压缩机闭式叶轮的轴向推力的影响因素有很多，然而现有的离心式压缩机闭式叶轮轴向推力的计算方法，过于简单，考虑的影响因素较少，影响了离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算的精确度。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置，主要目的在于可以结合离心式压缩机闭式叶轮的轴向推力的多种影响因素计算得到闭式叶轮的轴向推力，可以提高离心压缩机闭式叶轮轴向推力的精确度。

依据本发明一个方面，提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，该方法包括：

分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；

依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

具体的，分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力，具体包括：

根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力；

根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力；

根据所述离心力和所述压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力；

根据叶轮进出口气体轴向动量变化、叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体，确定叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

具体的，根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力，具体包括：

以叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮前隔套直径、叶轮沿径向的最大静压、叶轮入口静压沿径向分布、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第一预定公式，计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力。

具体的，所述第一预定公式为其中，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，dj为叶轮前隔套直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζin(r)为叶轮入口静压沿径向分布，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f1为所述第一轴向推力。

具体的，根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力，具体包括：

以叶轮直径、叶轮口圈密封台阶最大直径、轮盖外侧间隙入口静压修正系数、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数、叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮沿经向的最大静压、叶轮出口静压、叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律为参数，利用第二预定公式，计算叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力。

具体的，所述第二预定公式为

其中，d2为叶轮直径，d1u为叶轮口圈密封台阶最大直径，βout为轮盖外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζsout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζsout(r1u)为叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律，f2为所述第二轴向推力。

具体的，根据所述离心力和所述压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力，具体包括：

以叶轮直径、叶轮后隔套直径、轮盘外侧间隙入口静压修正系数、叶轮出口静压、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第三预定公式，计算叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力。

具体的，所述第三预定公式为

其中，d2为叶轮直径，dm为叶轮后隔套直径，γout为轮盘外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζhout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f3为所述第三轴向推力。

具体的，根据叶轮进出口气体轴向动量变化、叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体，确定叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力，具体包括：

以叶轮的质量流量、叶轮进口气流的轴向速度、叶轮出口气流的轴向速度、叶轮高效点的流量系数、参考叶轮高效点的流量系数、叶轮的实际流量系数、叶轮直径、叶轮的参考直径、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数、叶轮的入口静压、叶轮的入口参考静压、容积定熵指数、容积定熵指数的参考值、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值为参数，利用第四预定公式，计算叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

具体的，所述第四预定公式为

其中，qm为叶轮的质量流量，vzin为叶轮进口气流的轴向速度，vzout为叶轮出口气流的轴向速度，φ1bep为叶轮高效点的流量系数，φ1bepref为参考叶轮高效点的流量系数，φ1为叶轮的实际流量系数，d2为叶轮直径，d2ref为叶轮的参考直径，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，pin为叶轮的入口静压，pinref为叶轮的入口参考静压，kv为容积定熵指数，kvref为容积定熵指数的参考值，f4bepref为叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值，f4为所述第四轴向推力。

具体的，依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力，具体包括：

将所述第三轴向推力减去所述第一轴向推力，再减去所述第二轴向推力，然后再减去所述第四轴向推力，最后得到的差值作为叶轮轴向总推力。

依据本发明另一个方面，提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算装置，该装置包括：

计算单元，用于分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；

确定单元，用于依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

具体的，所述计算单元，具体用于根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力；

根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力；

根据所述离心力和所述压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力；

根据叶轮进出口气体轴向动量变化、叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体，确定叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

具体的，所述计算单元，具体还用于以叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮前隔套直径、叶轮沿径向的最大静压、叶轮入口静压沿径向分布、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第一预定公式，计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力。

具体的，所述第一预定公式为其中，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，dj为叶轮前隔套直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζin(r)为叶轮入口静压沿径向分布，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f1为所述第一轴向推力。

具体的，所述计算单元，具体还用于以叶轮直径、叶轮口圈密封台阶最大直径、轮盖外侧间隙入口静压修正系数、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数、叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮沿经向的最大静压、叶轮出口静压、叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律为参数，利用第二预定公式，计算叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力。

具体的，所述第二预定公式为

其中，d2为叶轮直径，d1u为叶轮口圈密封台阶最大直径，βout为轮盖外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζsout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζsout(r1u)为叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律，f2为所述第二轴向推力。

具体的，所述计算单元，具体还用于以叶轮直径、叶轮后隔套直径、轮盘外侧间隙入口静压修正系数、叶轮出口静压、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第三预定公式，计算叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力。

具体的，所述第三预定公式为

其中，d2为叶轮直径，dm为叶轮后隔套直径，γout为轮盘外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζhout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f3为所述第三轴向推力。

具体的，所述计算单元，具体还用于以叶轮的质量流量、叶轮进口气流的轴向速度、叶轮出口气流的轴向速度、叶轮高效点的流量系数、参考叶轮高效点的流量系数、叶轮的实际流量系数、叶轮直径、叶轮的参考直径、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数、叶轮的入口静压、叶轮的入口参考静压、容积定熵指数、容积定熵指数的参考值、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值为参数，利用第四预定公式，计算叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

具体的，所述第四预定公式为

其中，qm为叶轮的质量流量，vzin为叶轮进口气流的轴向速度，vzout为叶轮出口气流的轴向速度，φ1bep为叶轮高效点的流量系数，φ1bepref为参考叶轮高效点的流量系数，φ1为叶轮的实际流量系数，d2为叶轮直径，d2ref为叶轮的参考直径，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，pin为叶轮的入口静压，pinref为叶轮的入口参考静压，kv为容积定熵指数，kvref为容积定熵指数的参考值，f4bepref为叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值，f4为所述第四轴向推力。

具体的，所述确定单元，具体用于将所述第三轴向推力减去所述第一轴向推力，再减去所述第二轴向推力，然后再减去所述第四轴向推力，最后得到的差值作为叶轮轴向总推力。

依据本发明又一个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：

分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；

依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

依据本发明再一个方面，提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算的实体装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现以下步骤：

分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；

依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

借由上述技术方案，本发明提供的一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法及装置，与目前现有的离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法相比，本发明可以结合叶轮进口气体静压、叶轮轮盖外侧间隙气体静压、叶轮轮盘外侧间隙气体、叶轮进出口气体轴向动量变化这四个方面分别对叶轮的轴向推力影响，综合计算出离心压缩机闭式叶轮的轴向推力，考虑因素更加全面，完善了现有的轴向推力计算方法，计算精确度大大提高。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1示出了本发明实施例提供的一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法流程示意图；

图2示出了本发明实施例提供的另一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法流程示意图；

图3示出了本发明实施例提供的一种闭式叶轮结构实例的示意图；

图4示出了本发明实施例提供的另一种闭式叶轮结构实例的示意图；

图5示出了本发明实施例提供的一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算装置的结构示意图；

图6示出了本发明实施例提供的一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算装置的实体结构示意图。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。

本发明实施例提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，可以提高离心压缩机闭式叶轮轴向推力的精确度，如图1所示，该方法包括：

101、分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

在离心压缩机闭式叶轮实际运行的过程中，需要考虑多种因素计算离心压缩机闭式叶轮轴向推力，为了实现考虑因素更加全面，在本发明实施例中，可以结合叶轮进口气体静压、叶轮轮盖外侧间隙气体静压、叶轮轮盘外侧间隙气体、叶轮进出口气体轴向动量变化这四个方面对叶轮轴向推力的影响，计算出精确度更高的离心压缩机闭式叶轮轴向推力。

对于本发明实施例的执行主体可以为计算离心压缩机闭式叶轮轴向推力的装置，该装置接收到相应的计算指令时，分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的轴向对叶轮的轴向推力，并结合这四个轴向推力，计算出离心压缩机闭式叶轮轴向推力，具体执行步骤102。

102、依据第一轴向推力、第二轴向推力、第三轴向推力、第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

例如，叶轮进口气体静压对叶轮的轴向推力为f1，叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力为f2，叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的轴向推力为f3，叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的轴向对叶轮的轴向推力为f4，可以将f3减去f1、f2、f4三者之和，得到的差值作为叶轮轴向总推力，即离心压缩机闭式叶轮轴向推力。

本发明实施例提供的一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，可以考虑多方面对叶轮的轴向推力影响，综合计算出离心压缩机闭式叶轮的轴向推力，考虑因素更加全面，完善了现有的轴向推力计算方法，计算精确度大大提高。

进一步地，作为上述本发明实施例具体实施方式的细化和扩展，提供了另一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，如图2所示，该方法包括：

201、根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力。

在本发明实施例中，叶轮进口气体静压对叶轮的轴向推力考虑了进口静压沿径向分布，同时也考虑了叶轮机器马赫数的影响，叶轮出口静压沿轴向分布的不均匀对离心压缩机闭式轴向推力计算的影响，相应的，步骤201具体可以包括：以叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮前隔套直径、叶轮沿径向的最大静压、叶轮入口静压沿径向分布、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第一预定公式，计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力。其中的静压采用无量纲化，这样便于不同的进口压力时采用同一种方式。

在本发明的一个可选实施例中，以图3和图4结构为例，第一预定公式可以如下所示：

其中，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，dj为叶轮前隔套直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζin(r)为叶轮入口静压沿径向分布，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f1为叶轮进口气体静压对叶轮的轴向推力。

需要说明的是，上述公式的表现形式只是本发明实施例中给出的一个最优公式，还可以基于上述公式进行变形来计算叶轮进口气体静压对叶轮的轴向推力，如变换公式中的字母、增加权重系数、增加修正系数等，在此本发明实施例不做限定。

202、根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力。

在本发明实施例中，叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力考虑了轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力及轮盖口圈泄漏引起的压力分布的不均匀对离心压缩机闭式叶轮轴向推力的影响，同时还考虑了阶梯型密封的影响，相应的，步骤202具体可以包括：以叶轮直径、叶轮口圈密封台阶最大直径、轮盖外侧间隙入口静压修正系数、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数、叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮沿经向的最大静压、叶轮出口静压、叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律为参数，利用第二预定公式，计算叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力。其中计算的过程考虑了不同的机器马赫数对叶轮轴向推力的影响。

在本发明的一个可选实施例中，以图3和图4结构为例，第二预定公式可以如下所示：

其中，d2为叶轮直径，d1u为叶轮口圈密封台阶最大直径，pfs(r)为叶轮轮盖外侧无量纲静压沿径向分布，βout为轮盖外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζsout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，p1u为叶轮口圈密封部分的静压，ζsout(r1u)为叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律，f2为叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力。

需要说明的是，上述公式的表现形式只是本发明实施例中给出的一个最优公式，还可以基于上述公式进行变形来计算叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力，如变换公式中的字母、增加权重系数、增加修正系数等，在此本发明实施例不做限定。

203、根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力和轮盖口圈泄漏引起的压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力。

在本发明实施例中，叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的轴向推力考虑了轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力及轮盖口圈泄漏引起的压力分布的不均匀对离心压缩机闭式叶轮轴向推力的影响，相应的，步骤203具体可以包括：以叶轮直径、叶轮后隔套直径、轮盘外侧间隙入口静压修正系数、叶轮出口静压、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第三预定公式，计算叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力。

在本发明的一个可选实施例中，以图3和图4结构为例，第三预定公式可以如下所示：

其中，d2为叶轮直径，dm为叶轮后隔套直径，γout为轮盘外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζhout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f3为叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的轴向推力。

需要说明的是，上述公式的表现形式只是本发明实施例中给出的一个最优公式，还可以基于上述公式进行变形来计算叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的轴向推力，如变换公式中的字母、增加权重系数、增加修正系数等，在此本发明实施例不做限定。

204、根据叶轮进出口气体轴向动量变化、叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体，确定叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

在本发明实施例中，叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的轴向推力考虑了叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体的影响，相应的，步骤204具体可以包括：以叶轮的质量流量、叶轮进口气流的轴向速度、叶轮出口气流的轴向速度、叶轮高效点的流量系数、参考叶轮高效点的流量系数、叶轮的实际流量系数、叶轮直径、叶轮的参考直径、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数、叶轮的入口静压、叶轮的入口参考静压、容积定熵指数、容积定熵指数的参考值、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值为参数，利用第四预定公式，计算叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

在本发明的一个可选实施例中，以图3和图4结构为例，第四预定公式可以如下所示：

其中，qm为叶轮的质量流量，vzin为叶轮进口气流的轴向速度，vzout为叶轮出口气流的轴向速度，φ1bep为叶轮高效点的流量系数，φ1bepref为参考叶轮高效点的流量系数，φ1为叶轮的实际流量系数，d2为叶轮直径，d2ref为叶轮的参考直径，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，pin为叶轮的入口静压，pinref为叶轮的入口参考静压，kv为容积定熵指数，kvref为容积定熵指数的参考值，f4bepref为叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值，f4为叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的轴向推力。

需要说明的是，上述公式的表现形式只是本发明实施例中给出的一个最优公式，还可以基于上述公式进行变形来计算叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的轴向推力，如变换公式中的字母、增加权重系数、增加修正系数等，在此本发明实施例不做限定。

205、依据第一轴向推力、第二轴向推力、第三轴向推力、第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

步骤205具体可以包括：将第三轴向推力减去第一轴向推力，再减去第二轴向推力，然后再减去第四轴向推力，最后得到的差值作为叶轮轴向总推力。

例如，可以利用如下公式计算出叶轮轴向总推力，即离心压缩机闭式叶轮轴向推力。

f＝f3-f1-f2-f4

其中，f1为叶轮进口气体静压对叶轮的轴向推力，f2为叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力，f3为叶轮轮盘外侧间隙气体静压对叶轮的轴向推力，f4为叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力，f为叶轮轴向总推力，即离心压缩机闭式叶轮轴向推力。

需要说明的是，上述公式的表现形式只是本发明实施例中给出的一个最优公式，还可以基于上述公式进行变形来计算离心压缩机闭式叶轮轴向推力，如变换公式中的字母、增加权重系数、增加修正系数等，在此本发明实施例不做限定。

进一步地，为了便于用户查看并进行管理，在通过上述方法计算出离心压缩机闭式叶轮轴向推力之后，可以根据该数值划分等级，每个等级对应各自的数值范围，并按照计算出的数值属于哪一等级，展示该等级样式相应的计算结果。例如，可以预先分为危险、中等、安全三个等级，在计算出离心压缩机闭式叶轮轴向推力之后，如果确定该推力数值属于安全等级的数值范围内，可以将该推力数值利用绿字体进行展示；如果确定该推力数值属于危险等级的数值范围内，可以将该推力数值利用红色字体进行展示，并可以输出告警信息，其中告警信息可以为文本告警信息、图片告警信息、音频告警信息、视频告警信息等，以便用户可以及时进行相应管理，减少由于叶轮轴向推力过大产生的推力瓦温度过高、推力轴承瓦块磨损、密封破坏、转子和隔板接触并相互磨损等故障。

本发明实施例提供的另一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算方法，考虑了叶轮出口静压沿轴向分布的不均匀对轴向推力计算的影响；轮盘轮盖外侧间隙气体旋转产生的离心力引起的压力分布的不均匀对叶轮轴向推力的影响；模型级实际的口圈密封及级间密封泄漏对叶轮轴向推力的影响；不同的密封形式，如平直型密封和阶梯型密封对轴向推力的影响；考虑了不同的马赫数对叶轮轴向推力的影响；以及考虑了叶轮进出口气体轴向动量的变化产生的推力影响，考虑因素更加全面，完善了现有的轴向推力计算方法，计算精确度大大提高。

进一步地，作为图1和图2所述方法的具体实现，本发明实施例提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算装置，如图5所示，所述装置包括：计算单元31、确定单元32。

计算单元31，可以用于分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

确定单元32，可以用于依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

在具体的应用场景中，所述计算单元31，具体可以用于根据叶轮进口静压沿径向分布、叶轮前隔套直径、叶轮出口静压沿轴向分布，确定叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力；根据叶轮轮盖外侧气体由于间隙气体旋转产生的离心力、轮盖口圈泄漏引起的压力分布、阶梯型密封情况，确定叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力；根据所述离心力和所述压力分布，确定叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力；根据叶轮进出口气体轴向动量变化、叶轮运行工况点的流量系数、叶轮高效点的流量系数、叶轮外径、叶轮马赫数、叶轮进口静压、叶轮进口处气体，确定叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

在具体的应用场景中，所述计算单元31，具体还可以用于以叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮前隔套直径、叶轮沿径向的最大静压、叶轮入口静压沿径向分布、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第一预定公式，计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力。

优选地，所述第一预定公式为其中，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，dj为叶轮前隔套直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζin(r)为叶轮入口静压沿径向分布，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f1为所述第一轴向推力。

在具体的应用场景中，所述计算单元31，具体还可以用于以叶轮直径、叶轮口圈密封台阶最大直径、轮盖外侧间隙入口静压修正系数、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数、叶轮口圈密封台阶最小直径、叶轮沿经向的最大静压、叶轮出口静压、叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律为参数，利用第二预定公式，计算叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力。

优选地，所述第二预定公式为

其中，d2为叶轮直径，d1u为叶轮口圈密封台阶最大直径，βout为轮盖外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζsout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，d1d为叶轮口圈密封台阶最小直径，p0为叶轮沿径向的最大静压，ζsout(r1u)为叶轮口圈密封台阶静压沿径向变化规律，f2为所述第二轴向推力。

在具体的应用场景中，所述计算单元31，具体还可以用于以叶轮直径、叶轮后隔套直径、轮盘外侧间隙入口静压修正系数、叶轮出口静压、叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数为参数，利用第三预定公式，计算叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力。

优选地，所述第三预定公式为

其中，d2为叶轮直径，dm为叶轮后隔套直径，γout为轮盘外侧间隙入口静压修正系数，pf为叶轮出口静压，ζhout(r)为叶轮轮盖外侧静压沿径向变化规律，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，f3为所述第三轴向推力。

在具体的应用场景中，所述计算单元31，具体还可以用于以叶轮的质量流量、叶轮进口气流的轴向速度、叶轮出口气流的轴向速度、叶轮高效点的流量系数、参考叶轮高效点的流量系数、叶轮的实际流量系数、叶轮直径、叶轮的参考直径、叶轮的机器马赫数、叶轮的参考机器马赫数、叶轮的入口静压、叶轮的入口参考静压、容积定熵指数、容积定熵指数的参考值、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值为参数，利用第四预定公式，计算叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力。

优选地，所述第四预定公式为

其中，qm为叶轮的质量流量，vzin为叶轮进口气流的轴向速度，vzout为叶轮出口气流的轴向速度，φ1bep为叶轮高效点的流量系数，φ1bepref为参考叶轮高效点的流量系数，φ1为叶轮的实际流量系数，d2为叶轮直径，d2ref为叶轮的参考直径，ma为叶轮的机器马赫数，maref为叶轮的参考机器马赫数，pin为叶轮的入口静压，pinref为叶轮的入口参考静压，kv为容积定熵指数，kvref为容积定熵指数的参考值，f4bepref为叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮产生的轴向推力的参考值，f4为所述第四轴向推力。

在具体的应用场景中，所述确定单元32，具体可以用于将所述第三轴向推力减去所述第一轴向推力，再减去所述第二轴向推力，然后再减去所述第四轴向推力，最后得到的差值作为叶轮轴向总推力。

需要说明的是，本发明实施例提供的一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算装置所涉及各功能单元的其他相应描述，可以参考图1和图2中的对应描述，在此不再赘述。

基于上述如图1和图2所示方法，相应的，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现以下步骤：分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力。

基于上述如图1和图2所示方法和如图5所示装置的实施例，本发明实施例还提供了一种离心压缩机闭式叶轮轴向推力计算的实体装置，如图6所示，该装置包括：处理器41、存储器42、及存储在存储器42上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器41执行所述程序时实现以下步骤：分别计算叶轮进口气体静压对叶轮的第一轴向推力、叶轮轮盖外侧间隙气体静压对叶轮的第二轴向推力、叶轮轮盘外侧间隙气体对叶轮的第三轴向推力、叶轮进出口气体轴向动量变化对叶轮的第四轴向推力；依据所述第一轴向推力、所述第二轴向推力、所述第三轴向推力、所述第四轴向推力，确定叶轮轴向总推力，该装置还包括：总线43，被配置为耦接处理器41及存储器42。

通过应用本发明的技术方案，所做的叶轮轴向推力的计算考虑了叶轮的形式、叶轮的直径、叶轮转速、叶轮高效点的流量系数、叶轮工况点、口圈密封及级间密封以及介质种类等因素的影响，因而考虑因素更全面，计算精确度更高。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是cd-rom，u盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本申请各个实施场景所述的方法。

本领域技术人员可以理解附图只是一个优选实施场景的示意图，附图中的模块或流程并不一定是实施本申请所必须的。

本领域技术人员可以理解实施场景中的装置中的模块可以按照实施场景描述进行分布于实施场景的装置中，也可以进行相应变化位于不同于本实施场景的一个或多个装置中。上述实施场景的模块可以合并为一个模块，也可以进一步拆分成多个子模块。

上述本申请序号仅仅为了描述，不代表实施场景的优劣。

以上公开的仅为本申请的几个具体实施场景，但是，本申请并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本申请的保护范围。