一种泵流动诱导振动性能综合评价方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108664710A(43)申请公布日2018.10.16(21)申请号201810361545.3(22)申请日2018.04.20(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号(72)发明人谈明高廉益超吴贤芳刘厚林王凯王勇董亮(51)Int.Cl.G06F17/50(2006.01)G06F17/16(2006.01)G06F17/14(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种泵流动诱导振动性能综合评价方法(57)摘要本发明提供了一种泵流动诱导振动性能综合评价方法，首先利用试验测试或数值计算得到泵叶轮出口处的压力脉动数据并计算出无量纲压力脉动系数时域变化函数；然后对上述时域变化函数进行快速傅里叶变化获得频域变化函数，之后进行全频域搜索，按幅值从大到小排列并选取前三个频率点作为计算频率点；接着采用层次分析法确定各计算频率点的幅值在泵流动诱导振动整体评价中的权重因子，最终通过对各个计算频率点的幅值和与之对应的权重因子的计算获得泵三阶综合振动压强来评价泵整体振动水平。本发明综合考虑泵叶轮出口压力脉动变化函数在频域上多个频率点的幅值，克服了以往只考虑主频处振动幅值来衡量泵振动性能的片面性，具有广泛的工程应用价值。CN108664710ACN108664710A权利要求书1/2页1.一种泵流动诱导振动性能综合评价方法，其特征在于，包含以下步骤：步骤一：选取叶轮出口处作为监测点，采用试验测试或数值计算得到监测点的压力脉动数据，并计算出无量纲化的压力脉动系数时域变化函数；步骤二：对压力脉动系数时域变化函数进行快速傅里叶变化以获得频域变化函数，进行全频域搜索，按幅值从大到小选取前三个频率点为计算频率点；步骤三：采用层次分析法确定计算频率点的幅值在泵流动诱导振动综合评价中的权重因子，通过对各个计算频率点的幅值和与之对应的权重因子进行计算获得泵三阶综合振动压强，根据所述泵三阶综合振动压强评判泵流动诱导振动性能，所述泵三阶综合振动压强越大，则泵流动诱导振动性能越差，泵三阶综合振动压强越小，则泵流动诱导振动性能越好。2.根据权利要求1所述的泵流动诱导振动性能综合评价方法，其特征在于，所述步骤一中，利用试验测试获取数据时，选取叶轮出口处作为监测点，当泵稳定运行后方可进行数据采样，采样频率fs选定为1000f1，f1为泵的轴频，持续时间t＝2T，T为待测泵的旋转周期；利用数值计算获取压力脉动数据时，将正确的定常计算结果设置为非定常计算的初始条件，并设置非定常计算时间步长计算总时间为7T，选取最后两个周期内的数据作为压力脉动数据。3.根据权利要求1所述的泵流动诱导振动性能综合评价方法，其特征在于，所述步骤一中，获取压力脉动数据后，除去压力脉动数据中的无效数据并与时间信息相匹配，获得压力脉动时域变化函数Fp(t)，采用数据处理软件将得到的压力脉动时域变化函数Fp(t)变化为压力脉动系数CP的时域变化函数FC(t)，实现无量纲化，其中p为叶轮出口处监测点的静压；为1个旋转周期内叶轮出口处监测点的平均静压；ρ为流体密度；u为叶轮出口处监测点的圆周速度。4.根据权利要求1所述的泵流动诱导振动性能综合评价方法，其特征在于，所述步骤二具体如下：(1)通过数据分析软件对得到的压力脉动系数时域变化函数FC(t)进行快速傅里叶变化以获取相应的频域变化函数；(2)采用数据分析软件对步骤(1)获取的频域变化函数进行全局搜索，将各频率点的数据按照幅值由大到小的顺序依次排列，选取幅值排在前三位的频率点作为计算频率点。5.根据权利要求1所述的泵流动诱导振动性能综合评价方法，其特征在于，所述步骤三具体如下：S1：根据各计算频率点及其幅值的相互关系构建中间判断层矩阵A，具体如下：三个所述计算频率点的数据按照幅值由大到小依次排列为(f1,A1)、(f2,A2)、(f3,A3)，定义元素aij(i<j，i和j的取值为1、2或3)的取值为最接近bij的一个正整数，并且aii＝1；aij的含义为：关于计算频率点幅值对于泵流动诱导振动的重要性，第i个计算频率点幅2CN108664710A权利要求书2/2页值为第j个计算频率点幅值的aij倍，以aij构建中间判断层矩阵S2：使用规范列平均法对中间判断层A进行计算，获得各个计算频率点幅值的权重因子；首先对中间判断层矩阵A进行归一化处理，得到矩阵其中对B矩阵的每一行元素求和并进行归一化处理得到特征向量其中W矩阵中的元素即为各计算频率点的幅值对泵流动诱导振动的权重因子；S3：计算得出泵三阶综合振动压强其中ρ为流体密度；u为叶轮出口处监测点的圆周速度，L值越小代表泵流动诱导振动性能越好，L值越大代表泵流动诱导振动性能越差。。6