【技术实现步骤摘要】
本专利技术泵试验设计领域，具体地说是一种应用于共轴泵性能参数解耦的试验方法。
技术介绍
1、共轴泵是指两个或者以上的泵共用同一根驱动轴或者由同一个驱动源驱动。共轴泵与多级泵概念是不同的，多级泵是同一根轴驱动多个叶轮或者做功部件的泵，其每个叶轮共用一个流量，所以多级泵所有的叶轮或者做功部件都属于同一个泵；而共轴泵尽管也是各叶轮或者做功部件共用同一根驱动轴或者由同一个驱动源驱动，但其叶轮或者做功部件内的流量是相互独立的，所以共轴泵是一个多泵系统。
2、共轴泵可以简化驱动系统，只用一个驱动源就可以驱动多个泵，以完成不同的功能指标。共轴泵广泛应用在液体火箭发动机涡轮泵上，简化了驱动装置，减少了重量和尺寸。
3、但是共轴泵确面临一个问题，由于多泵共用同一驱动源，其功率往往是耦合在一起的，这样通过以前的试验方法就无法直接得到单个泵独立的功率特性以及与之相关的效率特性。所以针对共轴泵功率耦合问题，需要设计一种试验方法，以得到每个泵独立的性能参数。
技术实现思路
1、本专利技术解决的技术问题是：克服现有技术的不足，解决共轴泵功率耦合问题，得到共轴泵每个泵独立的性能参数。
2、本专利技术解决技术的方案是：一种共轴泵系统性能参数解耦的试验方法，所述共轴泵系统包括泵a和泵b，该方法包括如下步骤：
3、构建试验工况矩阵k，所述试验工况矩阵k的维度为n×m，n为泵a的流量工况数量；m为泵b的流量工况数量；试验工况矩阵k的元素表示泵a与泵b的流量工况组合；>
4、遍历试验工况矩阵k中泵a与泵b的流量工况组合，对共轴泵系统进行水力试验，得到试验工况矩阵k下泵a的扬程ha、泵b的扬程hb、共轴泵系统的总功率pn×m；
5、根据试验工况矩阵k下泵a的扬程ha，计算泵a独立扬程矩阵haa；根据试验工况矩阵k下泵b的扬程hb，计算泵b独立扬程矩阵hbb；
6、将共轴泵系统的总功率pn×m解耦计算，得到泵a独立功率矩阵pa和泵b独立功率矩阵pb。
7、优选地，所述试验工况矩阵k为：
8、
9、其中，kaibj表示泵a流量工况为qai和泵b流量工况为qbj的组合工况，i＝1,2,3,...,n，j＝1,2,3,...,m。
10、优选地，所述泵a在试验工况矩阵k下的扬程ha为：
11、
12、其中，haaibj表示泵a流量工况为qai和泵b流量工况为qbj的组合工况下泵a的扬程，i＝1,2,3,...,n，j＝1,2,3,...,m；
13、泵a独立扬程矩阵haa表示为：
14、haa＝[haa1,haa2,...,haai,...,haan]t
15、haai为泵a在流量工况qai下的扬程，通过对泵a在试验工况矩阵k下的扬程ha按行求平均值得到：
16、
17、优选地，所述试验工况矩阵k下泵b的扬程hb为：
18、
19、其中，hbaibj表示泵a流量工况为qai和泵b流量工况为qbj的组合工况下泵b的扬程；
20、泵b独立扬程矩阵hbb表示为：
21、hbb＝[hbb1,hbb2,...,hbbj,...,hbbm]t
22、hbbj泵b在流量工况qbj下的扬程，通过对泵b在试验工况矩阵k下的扬程hb按列求平均值得到：
23、
24、优选地，试验工况矩阵k下总功率矩阵pn×m：
25、
26、其中，paibj表示泵a流量工况为qai和泵b流量工况为qbj的组合工况下的总功率；
27、所述步骤s4中解耦计算过程如下：
28、s4.1将总功率矩阵pn×m重构为k×1维度的矩阵：
29、pk×1＝[na1,na2,...,nai,...,nan]t
30、其中：nai＝[paib1,paib2,...,paibj,...,paibm]，k＝n×m；
31、s4.2构建功率解耦方程：
32、ak×(n+m)×r(n+m)×1＝pk×1
33、其中矩阵r为泵a和泵b独立功率的叠加矩阵：
34、
35、pa为泵a独立功率矩阵：
36、pa＝[pa1,pa2,...,pai,...,pan]t
37、pb为泵b独立功率矩阵：
38、pb＝[pb1,pb2,...,pbj,...,pbm]t
39、其中，ak×(n+m)为k×(n+m)维度的系数矩阵：
40、
41、s4.3求解功率解耦方程，得到泵a独立功率矩阵pa和泵b独立功率矩阵pb。
42、优选地，功率解耦方程的解为：
43、r(n+m)×1＝a′(n+m)×k×pk×1
44、其中，a′(n+m)×k是系数矩阵ak×(n+m)的广义逆矩阵。
45、优选地，上述共轴泵性能参数解耦的试验方法还包括如下步骤：
46、s5根据泵a独立扬程矩阵haa和独立功率矩阵pa求出泵a的独立效率矩阵ηa；根据泵b独立扬程矩阵hbb和独立功率矩阵pb求出泵b的独立效率矩阵ηb。
47、优选地，所述泵a的独立效率矩阵ηa＝[ηa1,ηa2,...,ηai,...,ηan]t，i＝1,2,3,...,n；ηai为：
48、
49、其中，ρa为泵a的介质密度，g为重力加速度。
50、优选地，泵b的独立效率矩阵ηb＝[ηb1,ηb2,...,ηbj,...,ηbm]t，j＝1,2,3,...,m，ηbj为：
51、
52、其中，ρb为泵b的介质密度，g为重力加速度。
53、本专利技术与现有技术相比的有益效果是：
54、(1)、本专利技术提出了针对共轴泵的水力试验工况矩阵，相比现有共轴泵的水力试验方法，可以覆盖更广的流量工况，从而获得更全面的共轴泵性能参数。
55、(2)、本专利技术构建了线性的功率解耦方程，求解代价小，可以快速解决共轴泵功率耦合问题，从而得到共轴泵独立的功率参数，进而得到每个泵独立的效率曲线。
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1.一种共轴泵系统性能参数解耦的试验方法，所述共轴泵系统包括泵A和泵B，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述试验工况矩阵K为：
3.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述泵A在试验工况矩阵K下的扬程HA为：
4.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述试验工况矩阵K下泵B的扬程HB为：
5.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于试验工况矩阵K下总功率矩阵Pn×m：
6.根据权利要求5所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于功率解耦方程的解为：
7.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于还包括如下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述泵A的独立效率矩阵ηA＝[ηA1,ηA2,...,ηAi,...,ηAn]T，i＝1,2,3,...,n；ηAi为：
9.根据权利要求7
...【技术特征摘要】
1.一种共轴泵系统性能参数解耦的试验方法，所述共轴泵系统包括泵a和泵b，其特征在于包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述试验工况矩阵k为：
3.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述泵a在试验工况矩阵k下的扬程ha为：
4.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于所述试验工况矩阵k下泵b的扬程hb为：
5.根据权利要求1所述的一种共轴泵性能参数解耦的试验方法，其特征在于试验工况矩阵k下总功率矩阵pn×m：
6.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈聿晨，林奇燕，张静，马浩东，蒋文山，张乃舒，陈晓，姜绪强，金志磊，孙纪国，郑大勇，窦唯，
申请(专利权)人：北京航天动力研究所，
类型：发明
国别省市：
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