[发明专利]基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法

权利要求书

1.一种基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1，构建非均匀入流管道泵模型，包括：蜗壳、叶轮、进口肘型弯管、出口直管；

S2，构建湍流模型，计算所述湍流模型在通过处在断电过渡过程中的非均匀入流管道泵时的流量、转速和扭矩，并获得所述过程中流量、转速、扭矩随时间变化的变化曲线；

S3，根据S2中所述变化曲线得到所述非均匀入流管道泵断电过渡过程中的叶轮转速和流量的关系变化规律，以及宏观参数变化趋势的规律；

S4，先布置压力监测点，再设置非等间隔时间步长，然后对各监测点的瞬态压力脉动信号进行所述非等间隔时间步长的采样，采样完成后对采样到的所述瞬态压力脉动信号进行处理，得到压力脉动信号，并获得压力脉动随时间变化的变化曲线，之后对所述压力脉动信号进行分析，并根据分析结果获得功率谱图。

2.根据权利要求1所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述非均匀入流管道泵模型还包括结构网格，所述结构网格用于对流体进行分块离散。

3.根据权利要求1所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述S2的步骤包括：

S2.1，在正常工况下的非均匀入流管道泵中，先进行定常计算，再基于所述定常计算的结果进行非定常计算，用非定常计算结果作为非均匀入流管道泵断电过渡过程中计算的初始条件；

S2.2，构建湍流模型，在所述湍流模型中计算出扭矩、转速和流量的节点信息，其中转速计算要利用上一步长的节点信息计算新的转速；

S2.3，重复计算所述扭矩、转速和流量的节点信息，直到发现所述扭矩一直围绕0进行震荡，达到一种动态平衡，结束计算，基于所述节点信息获得流量、转速、扭矩随时间变化的变化曲线。

4.根据权利要求3所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述转速的计算方法为：

根据角动量微分方程计算叶轮转速，将所述角动量微分方程进行离散差分，得到角动量差分方程，将所述正常工况下的非定常计算结果作为初始条件进行计算，得出转速。

5.根据权利要求4所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述角动量微分方程为：

其中，M为转子受到的合力矩，J为转子转动惯量，ω为转子角速度，t为时间。

6.根据权利要求1所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述S3中的宏观参数变化趋势的规律为：非均匀入流管道泵在断电过渡过程中转速先减小至零，后逐渐增大至飞逸转速保持不变；流量先正向减小后反向增大，反向增大到临界值后逐渐减小，最后稳定在飞逸流量；其中扭矩的变化规律与流量一致。

7.根据权利要求1所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述S4中监测点的布置位置为：

在进口肘型弯管与叶轮交界面顺时针均匀布置三圈监测点；

在进口肘型弯管中心面的中轴线上均匀布置监测点；

在叶轮与蜗壳的交界面均匀布置监测点。

8.根据权利要求1所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述设置非等间隔时间步长为：

其中，计算时间步长设置为一度一步，d为设置的每步度数，值为1，n为转速，c为移动因子，值为100。

9.根据权利要求1所述的基于非等间隔时间步长的管道泵断电过渡过程的分析方法，其特征在于：所述S4中的对瞬态压力脉动信号进行处理的具体方法为：通过对所述瞬态压力脉动信号进行加权平均，得到所述信号的加权平均值，再进行无量纲化处理，将所述无量纲化处理后的压力脉动信号进行非等间隔压力脉动频谱分析。