离心压缩机出口动态压力的最大Lyapunov指数特征研究

作者：刘雁; 高宽^*; 何浩; 黄炎; 肖军

来源：振动与冲击, 2021, 40(24): 198-281.

DOI：10.13465/j.cnki.jvs.2021.24.024

• 离心压缩机
• 喘振
• 最大Lyapunov指数
• 动态压力

基于非线性动力学理论,研究800 kW离心压缩机出口动态压力的最大Lyapunov指数特征,并用于离心压缩机喘振识别。首先,控制防喘振阀改变离心压缩机的工作状态,使其从稳定运行经过渡过程进入到喘振状态;通过分析出口动态压力的波形和频谱,研究压缩机运行状态与出口动态压力变化之间的关系;然后,分析出口动态压力在不同工作状态下的最大Lyapunov指数特征,以识别离心压缩机的喘振特征;最后,为验证所提出的分析方法的有效性及抗干扰性,引入随机噪声,进一步分析含有干扰信号的离心压缩机出口动态压力的最大Lyapunov指数特征。研究结果显示,在稳定状态下工作时,离心压缩机的出口动态压力的波动幅值较小,波形表现出随机特征。此时,最大Lyapunov指数较大并且波动较为剧烈,说明系统具有混沌特征;当系统由过渡过程进入喘振状态时,其出口动态压力的波动幅值增加并达到稳定,同时表现出周期特性;而在此状态,最大Lyapunov指数很小,接近于零,表明系统的周期性变强;而在引入干扰信号后的研究发现,动态压力的最大Lyapunov指数的抗干扰能力较强。研究结果将为实现离心压缩机的初始喘振状态识别和预测及防喘振控制等方面带来新的思路。

• 单位
  合肥通用机械研究院; 西北工业大学