本书综合多相流体动力学、振动力学、知识工程以及机器学习等学科领域的前沿研究成果,通过污染油液的理化性能实验、污染油液的全耦合动力学模型构建、油液污染信号分析、污染油液的PIV 实验分析等方法体系的研究,对污染油液的特征进行提取,构建污染油液模糊辨识模型,以揭示油液污染机理,从而实现油中污染的辨识与预测。
本书可为油液污染理论与方法、机械故障诊断以及信号分析与处理等领域的研究人员提供参考,也可作为高等院校开设机械故障诊断等课程的参考资料。
陈彬,华北科技学院学术带头人、博士,教授、中共党员。博士毕业于华中科技大学机械电子工程专业,现从事智能控制、故障监测及状态预测等方面的研究和教学工作,重庆市科技局专家,中国煤炭学会资深会员,中国自动化学会会员。曾获重庆市九龙坡区专家、优秀共产党员、优秀教育工作者等荣誉。主持国家自然科学基金项目、省部级自然科学基金项目等20多项;发表论文60余篇,其中EI/SCI30余篇;发明专利授权8项。获得省部级科技进步一等奖2项、二等奖2项。出版著作4部,《油水真空分离原理及应用》、《单片微型计算机控制技术基础》等。
第1章 绪论 001
1.1 油液污染概念与分类 001
1.1.1 油液污染概念 001
1.1.2 油液污染分类 001
1.2 油液污染理论研究进展 003
1.2.1 离散相既定轨道模型 003
1.2.2 离散相随机轨道模型 006
1.2.3 离散相的其他模型 011
1.2.4 离散相模型中两相的耦合关系 012
1.2.5 模型的评价与展望 013
1.3 油液污染研究目的与意义 014
1.3.1 研究目的 014
1.3.2 研究意义 014
1.4 本章小结 015
第2章 污染油液理化性能实验 016
2.1 油液的理化性质 016
2.1.1 黏度与流动性 017
2.1.2 密度与组成 018
2.1.3 表面张力与润滑性能 018
2.1.4 闪点和凝点 019
2.1.5 酸值和碱值 020
2.1.6 氧化稳定性和腐蚀性 021
2.1.7 介质损耗因数 023
2.1.8 击穿电压 023
2.1.9 其他相关性质(如抗泡沫性、耐磨性等) 024
2.2 污染油液的理化性能实验 027
2.2.1 单污染物的理化性能 027
2.2.2 多污染物的理化性能 033
2.3 污染油液理化性能的仿真分析 040
2.3.1 油样电气性能的SVM 模型 040
2.3.2 油样流动性能的模型 045
2.3.3 油样氧化性能的PLS 模型 054
2.4 本章小结 058
第3章 油液污染理论建模 060
3.1 油液污染的理论模型 060
3.1.1 污染油液两相的相关定义 060
3.1.2 污染油液的连续介质理论模型 064
3.1.3 污染油液的扩散模型的特征线求解 073
3.2 油液污染的动态特性 084
3.2.1 数值计算的系统参数 084
3.2.2 数值计算的初始条件、边界条件 084
3.2.3 污染油液的运动特性 086
3.3 本章小结 103
第4章 油液污染振动信号分析 105
4.1 油液污染信号采集 106
4.1.1 采集系统 106
4.1.2 污染油样的配制 107
4.2 小波分析 107
4.2.1 污染油液信号的小波分析 107
4.2.2 污染浓度影响的小波分析 113
4.3 小波包分析 118
4.3.1 小波基的选择 118
4.3.2 污染油液的小波包分析 120
4.3.3 污染浓度影响的小波包分析 124
4.4 HHT 分析 129
4.4.1 污染油液的HHT 提取 129
4.4.2 不同污染物含量油液的振动信号的HHT 提取 134
4.5 VMD 分析 145
4.5.1 污染油液的VMD 提取 146
4.5.2 不同污染物浓度油液的振动信号的VMD 提取 157
4.6 本章小结 170
第5章 油液污染PIV 实验分析 171
5.1 污染油液流场特性分析 171
5.1.1 POD 方法 172
5.1.2 油液流动特征分析 182
5.1.3 涡识别与分布 188
5.1.4 湍动能和耗散率分析 194
5.1.5 污染油液脉动机理分析 199
5.2 污染浓度对油液流场特性影响分析 205
5.2.1 平均速度的分析 205
5.2.2 脉动速度的分析 211
5.2.3 湍动能、耗散率的分析 219
5.3 本章小结 225
第6章 油液污染辨识方法 227
6.1 油液污染的辨识系统 227
6.2 油液污染辨识实验 229
6.2.1 实验装置 229
6.2.2 实验方法 231
6.3 油液污染的SPA 预测 232
6.3.1 T-S 辨识模型的构建 233
6.3.2 T-S 预测 239
6.3.3 T-S 辨识分析 240
6.4 油液污染中红外光谱检测 240
6.4.1 实验仪器与方法 241
6.4.2 油中颗粒污染物中红外光谱建模 241
6.4.3 污染浓度模型的构建 243
6.4.4 中红外光谱检测结果分析 245
6.5 本章小结 245
参考文献 247