基于水下噪声测试对离心泵空化的分析研究-动力工程专业论文.docxVIP

万方数据 万方数据 西华大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期 西华大学学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，在校 攻读学位期间论文工作的知识产权属于西华大学，同意学校保留并向国家 有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，西 华大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采 用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。(必威体育官网网址的论文在解 密后遵守此规定) 学位论文作者签名： 指导教师签名： 日期： 日期 西华 西华大学硕士学位论文 万方数据 万方数据 摘 要 离心泵发生空化时，会在低压区产生空泡，在高压区溃灭，而空泡的溃灭会产生信 号，而这些信号包含有空化的特征，因此对这些空化噪声信号进行研究是有必要的。空 化信号是淹没在背景噪声当中的，以至于提取和分析是很困难的，目前虽然有很多的信 号处理方法应用在信号的提取和分析当中，但是由于空化信号是属于微弱信号的范畴， 因此，传统的信号处理方法存在很大的不足。因此本文对离心泵发生空化时的空化噪声 信号进行采集，采用一种新的方法来对水下噪声信号进行分析，从中提取空化发生时的 信号特征。 本文研究的主要任务是对离心泵的空化进行研究，而目前应用数值模拟方法对空化 的研究已经趋于成熟了，因此本文先采用数值模拟的方法对离心泵空化进行了研究，获 得了离心泵的空化性能；而后对同型号的离心泵进行空化实验，采集离心泵发生空化时 的噪声信号，采用功率谱分析法以及经验模态分解算法对空化噪声信号进行分析和提 取，找出了空化信号的特征及其变化规律。 通过对空化噪声信号进行功率谱的分析可以得知，空化信号在频域中的特征主要集 中在低频段，而在中高频段没有明显特征，利用该方法可以很好地反映离心泵空化的发 展过程，同时定义了两个功率阈值区间，由此可以定量地判断离心泵空化发展的程度。 通过采用经验模态分解算法对空化噪声信号进行分析可知，在信号的分解分量当中都有 突变脉冲分量存在，这说明利用该方法可以有效地在强背景噪声中检测到突变脉冲信 号；通过对信号分解分量中的脉冲信号的数量进行统计可以发现，只有分解分量 1 中的 脉冲信号数量随着空化的变化，是符合机理分析结果的。利用该方法同样可以很好地反 映离心泵空化的发展过程，判断离心泵空化所处的阶段，同时该方法还可以定量地判断 初生空化。最后将该方法得到的结果同数值模拟得到的结果进行了对比，两者的结果是 相吻合的，这说明数值模拟得到的结果是正确的。 关键词：离心泵；数值模拟；空化噪声信号；功率谱分析；经验模态算法 I 基于 基于水下噪声测试对离心泵空化的分析研究 Abstract Occurrence of cavitation in centrifugal pump, Will produce cavitation in the low pressure area, and collapse in high pressure area. The cavitation bubble collapse will generate signals, and these signals include the characteristics of cavitation. Therefore, research is needed on the cavitation noise signal. Cavitation signal is submerged in the background noise, so that it is difficult to extract and analysis. Although there are many signal processing methods used in the extraction and analysis of signal. Because the cavitation signal belongs to the weak signal areas, therefore, the traditional signal processing methods exist many disadvantages. This paper collected the cavita