一种无叶扩压器气动力分析方法技术

本发明专利技术提供了一种无叶扩压器气动力分析方法，所属机械动力学技术领域，包括：选取信号源的压力脉动信号；处理压力脉动信号；分析压力脉动信号；计算失速频率和失速团个数；确定周向压力分布；计算径向气动力。只需较少的测点压力脉动信号，即可实现对旋转失速频率识别、失速团个数确定、周向压力分布确定以及气动力的计算。在扩压器截面的圆周方向选取压力脉动信号，再依次对压力脉动信号进行处理、分析，可以得到准确的旋转失速频率、失速团个数以及气动力等结果；再对径向气动力作用区域的周向压力分布做积分，即对扩压器人口处周向压力分布进行积分，计算出径向气动力，真实反映无叶扩压器旋转失速所产生的影响，计算量较少，适用范围广。适用范围广。适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种无叶扩压器气动力分析方法


[0001]本专利技术属于机械动力学
，具体涉及一种无叶扩压器气动力分析方法。

技术介绍

[0002]在离心压缩机中，为了使从叶轮中出来的具有较大速度的气流减速，使动能有效地转化为压力能，在叶轮出口往往设有扩压器结构。而无叶扩压器变工况性能较好，而且加工简单，但流动损失较大。但是，为了满足现场宽工况的运行要求，压缩机会不可避免的处在某一级小流量区运行，使得该级的无叶扩压器内形成气流旋转脱离现象，发生旋转失速。严重的旋转失速会导致转子振动增加，影响压缩机的安全运行。以往对旋转失速导致的转子振动只能从流场角度分析，无法量化到转子振动响应分析中，其中一个最重要的原因就是无法准确计算由旋转失速导致的气动力。
[0003]目前，常用的计算方法是基于一个简单的力与压力的公式，再辅以经验系数的修正。这样的计算方法有时候会混有其他故障频率成分，很难准确识别出旋转失速频率，很难真实反映无叶扩压器旋转失速所产生的影响。

技术实现思路

[0004]为了解决上述现有技术中的计算方法很难准确识别出旋转失速频率，很难真实反映无叶扩压器旋转失速所产生的影响等问题，本专利技术提供一种无叶扩压器气动力分析方法，通过在扩压器入口截面的圆周方向选取压力脉动信号，再依次对压力脉动信号进行处理、分析，可以得到准确的旋转失速频率、失速团个数以及气动力等结果，真实反映无叶扩压器旋转失速所产生的影响。其具体技术方案为：
[0005]一种无叶扩压器气动力分析方法，无叶扩压器气动力分析方法包括：选取信号源的压力脉动信号；处理压力脉动信号；分析压力脉动信号；计算失速频率和失速团个数；确定周向压力分布；计算径向气动力。
[0006]另外，本专利技术提供的上述技术方案中的一种无叶扩压器气动力分析方法还可以具有如下附加技术特征：
[0007]可选的，选取两个信号源的压力脉动信号。
[0008]可选的，选取信号源的压力脉动信号还包括：其中一个压力脉动信号用来建立压力场的时域波形，另外一个压力脉动信号用来计算压力的相位。
[0009]可选的，处理压力脉动信号还包括：去掉压力脉动信号的直流分量；过滤压力脉动信号。
[0010]可选的，采用低通滤波法过滤压力脉动信号。
[0011]可选的，处理压力脉动信号还包括：过滤掉高于压力脉动信号1倍转频的频率成分。
[0012]可选的，分析压力脉动信号还包括：对压力脉动信号进行自相关分析和互相关分析。
[0013]可选的，分析压力脉动信号还包括：取自相关分析结果中，两个峰值的时间差为Δt1，取互相关分析结果中，正向第一个峰值与0的时间差为Δt2，计算失速频率和失速团个数。
[0014]可选的，无叶扩压器气动力分析方法还包括：选取至少两个脉动信号作为测点用于验算。
[0015]可选的，相邻的两个测点之间的圆周角不大于90
°
。
[0016]本专利技术的一种无叶扩压器气动力分析方法，与现有技术相比，有益效果为：
[0017]本专利技术提出的分析方法只需较少的测点压力脉动信号，即可实现对旋转失速频率识别、失速团个数确定、周向压力分布确定以及气动力的计算，计算量较少，计算效率高，同时适用于数值仿真和试验测试所得到的压力脉动数据，对压缩机结构和传感器数量要求较低，适用范围广。在扩压器截面的圆周方向选取压力脉动信号，再依次对压力脉动信号进行处理、分析，可以得到准确的旋转失速频率、失速团个数以及气动力等结果；再对径向气动力作用区域的周向压力分布做积分，即对扩压器人口处周向压力分布进行积分，计算出径向气动力，真实反映无叶扩压器旋转失速所产生的影响。
附图说明
[0018]图1为本专利技术一个实施例的一种无叶扩压器气动力分析方法的流程图；
[0019]图2为本专利技术一个实施例的一种无叶扩压器气动力分析方法的信号自相关分析示意图；
[0020]图3为本专利技术一个实施例的一种无叶扩压器气动力分析方法的信号互相关分析示意图；
[0021]图4为本专利技术一个实施例的一种无叶扩压器气动力分析方法的信号圆周方向的压力分布图；
[0022]图5为本专利技术另一个实施例的一种无叶扩压器气动力分析方法的流程图；
[0023]图6为引用的参考文献中的测点布置位置示意图；
[0024]图7为测点1滤波前后时域信号图；
[0025]图8为测点2滤波前后时域信号图；
[0026]图9为测点1滤波前后频谱图；
[0027]图10为测点2滤波前后频谱图；
[0028]图11为测点1滤波前后频谱图；
[0029]图12为测点2滤波前后频谱图；
[0030]图13为引用的参考文献中的信号圆周方向的压力分布图；
[0031]图14为本专利技术再一个实施例的一种无叶扩压器气动力分析方法的流程图。
具体实施方式
[0032]在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特
定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0033]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
[0034]在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。
[0035]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。
[0036]结合参见图1所示，根据本申请的实施例，一种无叶扩压器气动力分析方法，无叶扩压器气动力分析方法包括：选取信号源的压力脉动信号；处理压力脉动信号；分析压力脉动信号；计算失速频率和失速团个数；确定周向压力分布；计算径向气动力。通过在扩压器截面的圆周方向选取压力脉动信号，再依次对压力脉动信号进行处理、分析，可以得到准确的旋转失速频率、失速团个数以及气动力等结果；再对径向气动力作用区域的周向压力分布做积分，即对扩压器人口处周向压力分布进行积分，计算出径向气动力，真实反映无叶扩压器旋转失速所产生的影响。该分析方法只需较少的测点压力脉动信号，即可本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无叶扩压器气动力分析方法，其特征在于，所述无叶扩压器气动力分析方法包括：选取信号源的压力脉动信号；处理压力脉动信号；分析压力脉动信号；计算失速频率和失速团个数；确定周向压力分布；计算径向气动力。2.根据权利要求1所述的一种无叶扩压器气动力分析方法，其特征在于：选取两个信号源的压力脉动信号。3.根据权利要求2所述的一种无叶扩压器气动力分析方法，其特征在于，所述选取信号源的压力脉动信号还包括：其中一个压力脉动信号用来建立压力场的时域波形，另外一个压力脉动信号用来计算压力的相位。4.根据权利要求1所述的一种无叶扩压器气动力分析方法，其特征在于，所述处理压力脉动信号还包括：去掉压力脉动信号的直流分量；过滤压力脉动信号。5.根据权利要求4所述的一种无叶扩压器气动力分析方法，其特征在于：采用低通滤波法过滤压力脉动信号。6.根据权利要求5所述的一种无叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：太兴宇，李云，杨树华，孙玉莹，肖忠会，孟继纲，王开宇，关晓，
申请(专利权)人：沈阳鼓风机集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：