不銹鋼離心水泵廠家介紹及特點(diǎn)

1、陽光泵業(yè)WWWYG-FUMP.KM陽光泵業(yè)WWWYG-FUMP.KM陽光泵業(yè)WWWYG-FUMP.COM不銹鋼離心水泵廠家介紹及特點(diǎn)在單純水力系統(tǒng)傳輸特性研究的基礎(chǔ)上，又引入轉(zhuǎn)動(dòng)軸的力矩參數(shù)，進(jìn)行離心水泵的傳輸特性實(shí)驗(yàn)研究。重點(diǎn)分析泵軸力矩的激勵(lì)響應(yīng)、傳遞矩陣的數(shù)值表達(dá)以及系統(tǒng)內(nèi)部擾動(dòng)源的評價(jià)，討論水泵動(dòng)態(tài)傳輸特性的基本特征。結(jié)果表明，所應(yīng)用的基本實(shí)驗(yàn)方法、數(shù)據(jù)處理過程以及傳遞系數(shù)的模式辯識是可行的；泵軸力矩的響應(yīng)顯現(xiàn)其存在其他影響因素，但仍然呈現(xiàn)與水壓力類似的對稱分布；擴(kuò)展的傳遞矩陣表明力矩與水力系統(tǒng)參數(shù)的傳輸特性具有不同特征，相關(guān)的傳遞系數(shù)呈現(xiàn)出某種線性關(guān)系；擾動(dòng)源分析從應(yīng)用意義上驗(yàn)證了傳

2、輸特性確定方法的正確性。航天工程中伴生脈動(dòng)推進(jìn)（POGO）現(xiàn)象的研究成果極大地推動(dòng)了水力機(jī)械的傳遞矩陣研究，而對水力機(jī)械傳遞矩陣的研究是深入探討水力機(jī)械動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性（特別是在頻域范圍）的重要途徑。研究工作中，動(dòng)態(tài)波動(dòng)計(jì)算通常采用下面一些假定條件：均勻流和正壓流假定、忽略流動(dòng)速度假定（因?yàn)榱鲃?dòng)速度較傳輸波速小得多卜平面波假定（因?yàn)楣艿澜孛娉叽巛^波長度小得多）以及線性傳播的假設(shè)。另外，所采用的水聲與激勵(lì)技術(shù)也提供了快速和精確實(shí)驗(yàn)的技術(shù)保證?？傮w上講，過去的研究多是從包含水流壓力和流量波動(dòng)向量或類似內(nèi)容的傳遞矩陣展開的。這種方法抓住了問題的重要方面，能得到反映水力機(jī)械基本動(dòng)態(tài)傳輸特性的研究成果，在研究

3、工作的初始階段是合理且可行的選擇，可以稱該矩陣為基本矩陣。隨著研究進(jìn)程的深入，擴(kuò)展上述傳遞矩陣，引入涉及動(dòng)態(tài)特性的其他參數(shù)，例如，泵軸力矩、轉(zhuǎn)動(dòng)速度、導(dǎo)水葉開度等，這不但是必要的，而且是可行的。當(dāng)然，由此而來的實(shí)驗(yàn)研究工作會隨之復(fù)雜起來。因此，考慮因素越廣泛，了解機(jī)械特性就越多，研究也就越深入，本文介紹一但應(yīng)該根據(jù)問題目標(biāo)、試驗(yàn)設(shè)施和數(shù)據(jù)處理的條件采用逐步深入的研究方式。1實(shí)驗(yàn)裝置與數(shù)據(jù)1.1實(shí)驗(yàn)裝置為研究采用的EPFL_IMHEF的PF4實(shí)驗(yàn)臺。受試機(jī)械是一臺臥式管道離心泵，運(yùn)動(dòng)比轉(zhuǎn)速nq=39（動(dòng)力比轉(zhuǎn)速ns=3.13nq），葉輪直徑152mm，葉片數(shù)7個(gè)，選擇水泵工況運(yùn)行。泵軸的驅(qū)動(dòng)側(cè)接

4、一臺30kW的直流電機(jī)，電機(jī)受調(diào)速器控制維持一基本不變的旋轉(zhuǎn)角速度。當(dāng)水泵轉(zhuǎn)速為2000r/min時(shí)，最優(yōu)工況的流量和比能分別為Q=9.5L/s和E=85J/kg。實(shí)驗(yàn)裝置的水力管道包括兩根測試壓力鋼管，高壓側(cè)管內(nèi)徑100mm，低壓側(cè)150mm，高低壓兩側(cè)管壁各裝設(shè)三個(gè)壓力傳感器。兩水聲過濾器分別連接在測試壓力鋼管外側(cè)，它們在很寬的頻帶上能保證零阻抗的邊界條件，而且借助橡膠膨脹圈與系統(tǒng)其余部分相對分離。旋閥式激勵(lì)器分別裝置在壓力鋼管6測點(diǎn)以外500mm和1測點(diǎn)以外1000mm，實(shí)驗(yàn)運(yùn)行時(shí)運(yùn)用其中一個(gè)。壓力傳感器是石英壓電式，它的信號增益可以根據(jù)傳感器敏感度調(diào)整進(jìn)而給出與水壓力波動(dòng)對應(yīng)的電壓輸出

5、值。水泵水輪機(jī)的轉(zhuǎn)軸力矩波動(dòng)由泵軸上標(biāo)定過的應(yīng)變計(jì)進(jìn)行測試計(jì)量。1.2重要概念設(shè)計(jì)適宜的實(shí)驗(yàn)方法，保證實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的正確處理和運(yùn)用，必須準(zhǔn)確把握一些基本概念。這里特別敘述激勵(lì)震蕩和傳動(dòng)波的辯識方法。1.2.1激勵(lì)震蕩旋動(dòng)閥門由一臺連接頻率變換器的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，當(dāng)它的旋塞按給定的變化頻率周期性地阻斷所經(jīng)過的射流時(shí)，對水力系統(tǒng)產(chǎn)生激勵(lì)信號，其中的空氣槽在水管路上起緩沖作用。這種激勵(lì)器重量小，易于安裝，對系統(tǒng)的反作用可以忽略不計(jì)。橫坐標(biāo)顯示120s的激勵(lì)長度，用時(shí)間t表示?？v坐標(biāo)給出通道4壓力受激波動(dòng)的頻率變化（用f表示，單位Hz），以及幅度變化（用4表示，單位102Pa）。所測數(shù)據(jù)的試驗(yàn)條件：轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)

6、速2000r/min,流量11.4L/S，比能80.2J/kg。1.2.2傳動(dòng)波的辯識水力管道中流量波動(dòng)參量的取得是利用管路特征水聲阻抗間接計(jì)算出來的，這意味著要用到波動(dòng)速度這樣一個(gè)重要的水聲參數(shù)。這一參數(shù)是利用一組信號的震蕩模式辯識計(jì)算得到的，而該組信號取自裝置中均質(zhì)管道上的三個(gè)等距壓力傳感器的壓力信號3。若p1、p2、p3分別為三個(gè)傳感器壓力波動(dòng)信號，L為相鄰壓力傳感器間距，那么傳動(dòng)波的波速a可以由以下傳遞函數(shù)方程計(jì)算得到：此方程假定為平面波，而上述辯識過程中所處理的波動(dòng)頻率低于250Hz，與假定吻合。陽光泵業(yè)WWWYG-FUMP.COM陽光泵業(yè)WWWYG-FUMP.COM1.3數(shù)據(jù)的處理

7、計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)采集設(shè)備取得的試驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)域記錄是原始數(shù)據(jù)。如果采樣頻率1024Hz，激勵(lì)周長取為120s且其上定義240個(gè)分析窗口，那么每一個(gè)分析窗口延續(xù)0.5s且占有512個(gè)采樣數(shù)據(jù)。如果用漢寧窗加權(quán)的傅立葉變換處理每一分析窗口，那么時(shí)域水壓力數(shù)據(jù)記錄的頻域上離散型傅立葉變換系數(shù)為一般水力系統(tǒng)壓力波動(dòng)的傳遞函數(shù)可被用來整理傳動(dòng)波的波速，以及間接計(jì)算流量復(fù)系數(shù)qx（n）。數(shù)據(jù)處理過程中為降低計(jì)算誤差還使用了一測點(diǎn)作信號參照通道，通常選在激勵(lì)點(diǎn)相反端的試驗(yàn)機(jī)械一側(cè)。時(shí)域軸力矩?cái)?shù)據(jù)記錄的傅立葉變換過程與對水壓力信號的處理方法相同。2力矩的激勵(lì)響應(yīng)驅(qū)動(dòng)軸的力矩波動(dòng)和水力系統(tǒng)的壓力波動(dòng)通過水泵葉輪而相互關(guān)聯(lián)

8、。由于兩信號來自不同的物理介質(zhì)，當(dāng)實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中面對同一激勵(lì)擾動(dòng)時(shí)，二者響應(yīng)不同，從而形成不同特點(diǎn)?？v坐標(biāo)上同時(shí)給出軸力矩受激波動(dòng)的頻率f變化和幅度變化（用T表示，單位是Nm/40）。對照兩圖能看到，此力矩幅度變化在相應(yīng)頻率位置也顯示出近乎對稱的分布趨勢，但受激頻率分布不再象水壓力那樣與原始激勵(lì)頻率保持一致（力矩不象水壓力直接受激勵(lì)影響），而是另與其他因素有關(guān)。這里所談因素實(shí)際上就是實(shí)驗(yàn)運(yùn)行中的泵軸轉(zhuǎn)動(dòng)頻率，圖上顯示的一條集中的頻率帶數(shù)值約為33Hz，此數(shù)值恰為實(shí)驗(yàn)設(shè)備的轉(zhuǎn)動(dòng)特征頻率。如果觀察在線數(shù)據(jù)采集器上功率譜，會看到力矩信號也有如同水壓力那樣的三角狀分布，但幅度要遠(yuǎn)弱于轉(zhuǎn)動(dòng)頻率下的響應(yīng)值。試

9、驗(yàn)中若選擇運(yùn)用高壓或低壓側(cè)不同位置的激勵(lì)器，相應(yīng)的力矩響應(yīng)差別將主要在幅度上。低壓一側(cè)運(yùn)用激勵(lì)器時(shí)，其響應(yīng)幅度要大于在高壓一側(cè)運(yùn)用情形，這是因?yàn)榈蛪簜?cè)運(yùn)用會比高壓側(cè)運(yùn)用更影響水泵進(jìn)水口吸上水頭。這一現(xiàn)象又一次提醒我們，受激力矩的響應(yīng)特性是與水泵葉輪內(nèi)部流動(dòng)的能量轉(zhuǎn)換特征密切聯(lián)系在一起的。3傳遞矩陣3.1矩陣表達(dá)在線性傳播和沒有外力作用的假定下，現(xiàn)將泵軸力矩波動(dòng)參量植入水聲波動(dòng)向量（p、q）之中。那么，從一個(gè)向量向另一個(gè)向量的特性傳遞關(guān)系可以用以下矩陣方程表達(dá)：其中（3）式中：p、q、T分別為水壓力、流量、泵軸力矩波動(dòng)參量；向量中p、q的角標(biāo)4、3表示信號分別取自通道4、3，也就是水泵的出水口或

10、進(jìn)水口;M即為擴(kuò)展的傳遞矩陣。式中p、q、T、mi,j均為頻率的復(fù)函數(shù)系數(shù)。矩陣系數(shù)按各自物理意義命名如下：mil、m22為水壓力、流量傳遞系數(shù)；m12為水力阻抗系數(shù);m21為水力導(dǎo)納系數(shù);m31與m32為力矩導(dǎo)納系數(shù)。系數(shù)mil、m12、m21、m22描述水力系統(tǒng)特性，系數(shù)m31、m32揭示著水流與機(jī)械葉輪之間的能量轉(zhuǎn)換信息。系數(shù)mil、m22是無因次的，而系數(shù)m12、m21、m31、m32可以借助高壓側(cè)特征阻抗z4和水泵葉輪區(qū)域水流體積分別處理成無因次的形式，也就是m12/z4、m21z4、m31/、m32/（z4）。上述復(fù)系數(shù)矩陣方程對應(yīng)6個(gè)未知數(shù)的3個(gè)線性方程，若有兩組互為獨(dú)立的波動(dòng)數(shù)

11、據(jù)，例如，分別選取水泵高低壓兩側(cè)的激勵(lì)響應(yīng)記錄，那么所有mi,j系數(shù)可按線性方程求解。3.2實(shí)驗(yàn)結(jié)果圖5給出一實(shí)驗(yàn)計(jì)算結(jié)果，水泵試驗(yàn)的穩(wěn)態(tài)工況條件：比能E=80.2J/kg、流量Q=11.4L/s、轉(zhuǎn)速2000r/min。圖上橫坐標(biāo)為頻率f,縱坐標(biāo)分別為復(fù)函數(shù)矩陣系數(shù)m11、m12、m21、m22、m31、m32，統(tǒng)一為無因次形式，實(shí)線表示復(fù)系數(shù)實(shí)部，虛線表示虛部。可以觀察到，與僅有水壓力和流量兩向量的基本傳遞矩陣作比較，系數(shù)m11、m12、m21、m22顯示有與前者相應(yīng)元素的一致性，對其不過多討論。這里僅討論與力矩相關(guān)的系數(shù)m31和m32。顯而易見，相對水力系統(tǒng)的4個(gè)系數(shù)而言，m31和m32

12、系數(shù)數(shù)值要小得多，并且在除轉(zhuǎn)動(dòng)頻率整數(shù)倍以外的大頻率范圍上幅度起伏很小。這一點(diǎn)與前述力矩激勵(lì)響應(yīng)的討論是一致的。如果細(xì)化考察一段頻率范圍，例如較低頻率上，并且不顧及有m31和m32基本與頻率呈線性關(guān)系。關(guān)轉(zhuǎn)動(dòng)頻率的特殊擾動(dòng)現(xiàn)象，那么可以看到兩系數(shù)陽光泵業(yè)WWIVYG-FMm31的實(shí)部揭示著水壓能量與力矩的內(nèi)在聯(lián)系，m32的虛部則表達(dá)著由水流到力矩的慣性影響。4系統(tǒng)擾動(dòng)源分析公式（3）也可稱為齊次傳輸方程，所以被應(yīng)用還在于有這樣的條件：與外部強(qiáng)迫激勵(lì)的強(qiáng)度比較而言，實(shí)驗(yàn)裝置的內(nèi)部擾動(dòng)源可以忽略不計(jì)。換言之，該方程還能含有擾動(dòng)源向量。如果水泵的水聲傳播可以由位于受試水泵兩側(cè)的反射源（pS4、qS4）和（pS3、qS3）表達(dá)4，而力矩波動(dòng)擾動(dòng)可以看作是作用在泵軸上的某