[发明专利]一种泵站系统振动特性评估和分析方法

权利要求书

1.一种泵站系统振动特性评估和分析方法，所述泵站包括依次连接的前池、第一管路、气垫调压室、第二管路和水库，所述第一管路安装有水泵；其特征在于，步骤包括：

步骤一、从泵站系统布置简图中读取泵站的各项参数，所述参数包括：第一管路长度、第二管路长度、第一管路横截面积、第二管路横截面积、气垫调压室高度、气垫调压室横截面积、初始稳定工况对应的气垫调压室内水位高度；

步骤二、建立泵站系统的动态特性分析模型，表示为：

其中，其中A₁表示第一管路横截面积，A₂表示第二管路横截面积，L₁表示第一管路长度，L₂表示第二管路长度，g表示重力加速度；Q₀表示初始稳定工况点对应的流量，q₁与q₃分别表示自由度；k_p1表示第一管路的水头损失系数，k_p2表示第二管路的水头损失系数，S_Q表示水泵扬程—流量关系曲线在点Q₀处的局部斜率；K_G表示气垫调压室内气体运动方程系数，Z₃₀表示初始稳定工况对应的气垫调压室内水位高度；A_S表示气垫调压室面积，单位是m²；

步骤三、对于步骤二所述的泵站系统的动态特性分析模型，根据动态系统的稳定性判据得到所述泵站系统的振动特性，其中，稳定性判据包括劳斯—霍尔维茨稳定性判据，推出所述泵站系统作为动态系统的不稳定判据的具体步骤包括：

步骤3.1、将步骤二所述的泵站系统的动态特性分析模型引入系数简写表示为：

其中，m₁₁＝k_L1Q₀；c₁₁＝(2k_p1Q₀-S_Q)Q₀；

m₁₂＝(k_L1+k_L2)Q₀；c₁₂＝[2(k_p1+k_p2)Q₀-S_Q]Q₀；

步骤3.2、对于步骤3.1所述泵站系统的动态特性分析模型，求解系统特征频率；

步骤3.3、运用q₁与q₃之间的联系，其中A₁，A₃分别表示流量周期扰动函数的幅值系数；代入步骤3.1中的线性公式，化简得只有一个变量的二阶微分方程：

步骤3.4、考虑给定的动态系统不稳定，且系统特征频率ω²＞0，依据劳斯—霍尔维茨稳定性判据，推出相应的不稳定判据化简代换得到：

S_Q＞2k_p1Q₀。