[發(fā)明專利]水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的壓力脈動(dòng)識(shí)別方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210651624.4
• 申請(qǐng)日: 2022-06-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN115076085B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-06-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮建軍;高菉浛;李昀哲;張業(yè)田;朱國(guó)俊;吳廣寬
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F04B51/00
• 分類(lèi)號(hào): F04B51/00
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 談耀文

本發(fā)明公開(kāi)了一種水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的壓力脈動(dòng)識(shí)別方法，具體為：獲取水泵站吸入管的壓力脈動(dòng)信號(hào)p(t)，對(duì)其進(jìn)行無(wú)量綱處理得到壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)Csubgt;p/subgt;(t)；采用快速傅里葉變換得到壓力脈動(dòng)信號(hào)頻域信號(hào)G(jω)，提取0.1fsubgt;n/subgt;處的壓力脈動(dòng)幅值A(chǔ)及0～1fsubgt;n/subgt;范圍內(nèi)壓力脈動(dòng)頻域信號(hào)Gsubgt;1/subgt;(jω)；對(duì)壓力脈動(dòng)頻域信號(hào)Gsubgt;1/subgt;(jω)進(jìn)行傅里葉逆變換得到0～1fsubgt;n/subgt;壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)Csubgt;p1/subgt;(t)；計(jì)算得出0～1fsubgt;n/subgt;壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)Csubgt;p1/subgt;(t)的能量E和功率P；計(jì)算得出0.1fsubgt;n/subgt;壓力脈動(dòng)幅值A(chǔ)、0～1fsubgt;n/subgt;壓力脈動(dòng)信號(hào)能量E和功率P的閾值Tsubgt;A/subgt;、Tsubgt;E/subgt;和Tsubgt;P/subgt;；根據(jù)閾值Tsubgt;A/subgt;、Tsubgt;E/subgt;和Tsubgt;P/subgt;判斷吸入管內(nèi)是否出現(xiàn)不良流態(tài)。本方法可對(duì)水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)做出精準(zhǔn)識(shí)別，避免水泵機(jī)組在進(jìn)水池水位過(guò)低的情況下運(yùn)行從而導(dǎo)致吸入管內(nèi)出現(xiàn)不良流態(tài)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水利工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種通過(guò)壓力脈動(dòng)信號(hào)識(shí)別水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的方法。

背景技術(shù)

在水泵站的運(yùn)行中，水泵能否安全高效地運(yùn)行與泵站的水流流態(tài)息息相關(guān)。作為連接泵站進(jìn)水池和水泵的關(guān)鍵裝置，吸入管中水流流態(tài)更是很大程度影響整個(gè)水泵機(jī)組的運(yùn)行狀態(tài)。而吸入管中的水流流態(tài)受進(jìn)水池水位的影響，在對(duì)水泵站系統(tǒng)不同進(jìn)水池水位流場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)當(dāng)進(jìn)水池水位降低到某一臨界值時(shí)，吸入管進(jìn)口的淹沒(méi)深度低于臨界淹沒(méi)深度后，不僅會(huì)造成進(jìn)水池吸氣渦的出現(xiàn)、吸入管有空氣進(jìn)入，還會(huì)惡化吸入管內(nèi)的水流流態(tài)，在吸入管下方管壁的水流流動(dòng)出現(xiàn)阻滯現(xiàn)象，即流速較低、流線彎曲，這時(shí)會(huì)嚴(yán)重影響水泵入流條件，進(jìn)而影響水泵運(yùn)行的穩(wěn)定性，甚至可能引起水泵空蝕和機(jī)組振動(dòng)，使機(jī)組無(wú)法正常運(yùn)行。因此，提出一種識(shí)別水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的方法非常必要，對(duì)水泵站的安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行具有十分重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的識(shí)別方法，避免因進(jìn)水池水位過(guò)低而引起吸入管內(nèi)部流態(tài)惡化的現(xiàn)象，為泵站的安全運(yùn)行提供指導(dǎo)。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：

水泵站吸入管內(nèi)部流動(dòng)狀態(tài)的壓力脈動(dòng)識(shí)別方法，具體按照以下步驟實(shí)施：

步驟1、獲取水泵站吸入管的壓力脈動(dòng)信號(hào)p(t)，并用壓力脈動(dòng)系數(shù)公式對(duì)壓力脈動(dòng)信號(hào)p(t)進(jìn)行無(wú)量綱處理，得到無(wú)量綱壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)C_p(t)；

步驟2、針對(duì)步驟1中無(wú)量綱壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)C_p(t)，采用快速傅里葉變換得到壓力脈動(dòng)信號(hào)頻域信號(hào)G(jω)，提取0.1f_n處的壓力脈動(dòng)幅值A(chǔ)及0～1f_n范圍內(nèi)壓力脈動(dòng)頻域信號(hào)G₁(jω)，f_n為水泵轉(zhuǎn)頻；

步驟3、對(duì)步驟2提取到的0～1f_n壓力脈動(dòng)頻域信號(hào)G₁(jω)進(jìn)行傅里葉逆變換得到0～1f_n壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)C_p1(t)；

步驟4、根據(jù)信號(hào)能量E和信號(hào)功率P的計(jì)算公式計(jì)算0～1f_n壓力脈動(dòng)時(shí)域信號(hào)C_p1(t)的能量E和功率P；