[發明專利]確定模型水輪機轉輪止漏環空化的聲學方法

無效

• 申請號: 201310384495.8
• 申請日: 2013-08-29
• 公開（公告）號: CN103411665A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 趙越
• 申請（專利權）人: 哈爾濱電機廠有限責任公司
• 主分類號: G01H17/00
• 分類號: G01H17/00;G01M15/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域：

本發明涉及一種確定模型水輪機轉輪止漏環空化發生的聲學方法。

背景技術：

隨著對水輪機內特性研究的進一步深入及用戶對水輪機穩定性要求的逐步提高，保證水輪機特別是巨型水輪機在無空化狀態下，特別是轉輪止漏環無空化狀態下，安全穩定運行已成為考核機組運行狀態的一項重要指標。

鑒于在目前的技術水平下，根本無法在現場確定水輪機轉輪止漏環處的空化現象何時發生。只能夠在模型水輪機上對轉輪止漏環處的空化現象進行研究。傳統的研究方法為通過透明錐管觀察模型水輪機轉輪止漏環處是否有連續氣泡產生，如果有，則表明發生了模型水輪機轉輪止漏環空化，否則，則未發生止漏環空化。由于該方法只能依靠目測，沒有一個統一的可以量化的標準，致使模型水輪機轉輪止漏環空化的確定隨著觀測者及觀測位置的不同而產生很大的差異，從而影響模型水輪機轉輪止漏環空化的確定準確度。因此迫切需要一種可以完全利用測量數據來判定模型水輪機轉輪止漏環空化何時發生的方法。

發明內容：

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠確定模型水輪機轉輪止漏環空化的聲學方法。本發明的技術方案是：一種確定模型水輪機轉輪止漏環空化的聲學方法，其操作步驟為：

1）啟動模型水輪機試驗系統；

2）調整模型水輪機運行工況，使模型水輪機轉輪止漏環處于未空化狀態；

3）保持模型水輪機運行工況穩定，對水聲信號進行采集；

4）建立模型水輪機水聲信號截取后的時間序列：

x(n)＝s(n)W(n)

式中：

x(n)為模型水輪機水聲信號截取后的時間序列；

s(n)為模型水輪機水聲信號采樣后的時間序列；

W(n)為窗函數；

5）計算模型水輪機水聲信號的頻譜：

Sxx=2ΔtN|X*(k)X(k)|]]>

式中：

S_xx為模型水輪機水聲信號的功率譜；

Δt為模型水輪機水聲信號的采樣時間間隔；

N為模型水輪機水聲信號的采樣數；

X(k)為對x(n)進行傅立葉變換后的頻譜函數，

WNkn=e-j2πkn/N;]]>

k＝0,1,2,3,4,…，N；

X^*(k)為X(k)的共軛頻譜函數，

6）利用一次分段函數來表示水聲功率譜中低頻能量與高頻能量的分布趨勢，具體方法如下：

在模型水輪機水聲信號的功率譜中，能量的變化趨勢是連續的，且低頻區域呈現出隨著水聲頻率的升高能量值陡降的趨勢，而在高頻區域能量值隨著水聲頻率的升高而降低的幅度則要小得多，低頻區域與高頻區域之間存在著一個明顯的交界點，將水輪機水聲信號的功率譜中高低頻區域能量隨水聲頻率的變化趨勢采用最小二乘法擬合的一次分段函數來擬合，則該一次分段函數可表示為：