轴流泵压力脉动数值计算与试验

以轴流泵优秀水力模型为研究对象,考虑各管段的实际安装尺寸,流体域用结构网格离散,并选用标准k-ε湍流模型,进行全流场的定常和非定常计算。监测非定常计算时叶轮进口、叶轮出口、导叶中间和导叶出口处的压力脉动值。结果表明预测所得到的结果与试验结果吻合较好。对不同转速下轴流泵压力脉动特性沿径向的分布规律进行统计和分析,发现当转速发生变化时,压力脉动混频幅值的均方根值(RMS)沿径向变化规律也发生了变化。从频域图可知,在叶轮出口,流道的中间和靠近轮毂区域出现较大分频幅值(即各频率分量所对应的幅值);在导叶出口,流道中间测点的分频幅值相对较高,靠近轮毂区域和流道外缘的测点分频幅值相对较低。

列车通过引起轨侧脉动压力波的数值模拟

基于计算流体力学和滑移网格技术,数值模拟了列车通过引起的轨侧脉动压力波。建立列车通过轨侧脉动压力波的计算模型,通过网格独立性检验选取合适的计算网格。研究列车通过轨侧脉动压力波的特征,规律以及四种不同轨道基础形式对列车通过轨侧压力波的影响,包括平地、单线路堤、复线路堤和复线桥梁。研究结果表明:列车头部通过引起轨侧测点的压力峰峰值,比列车尾部通过引起轨测点的压力峰峰值要大;列车通过平地的压力峰峰值最大,通过复线桥梁的压力峰峰值最小;轨侧压力的峰峰值与距轨道中心线横向距离呈负指数关系,不同速度下列车通过引起的轨侧压力峰峰值系数几乎一致。

水轮机模型压力脉动测试与幅值取值方法的研究

如何在水轮机模型上准确测试压力脉动和对压力脉动幅值取值是水力机械行业十分关注的问题之一．以往采用传统的压力脉动测试方法，如磁带记录仪记录法，存在人为因素影响较大、准确性较低等问题．为此，尝试了以计算机为中心的模块化方式对压力脉动进行数据采集、分析和研究，从而加快了试验速度，提高了试验的准确性．根据国际验收试验中通常采用97％置信度对压力脉动混频幅值取值的方法，开发出采用该方法取值的计算机计算软件，全部取点的概率计算及幅值取值均由计算机完成．实例证明，这种取值方法具有一定的科学性和准确性．

基于出口压力脉动奇异值的离心泵早期汽蚀故障诊断

离心泵发生汽蚀故障时的空化流动会使内部流场发生改变,选择适当的算法对蕴含流场信息的出口压力脉动信号进行处理与分析,就可以判断离心泵是否发生汽蚀和汽蚀所处阶段。利用提升db4小波在频域与时域上优异的性能,将离心泵出口处的压力脉动信号分解到不同的时频子空间,通过构建小波重构系数矩阵保证时频信息的完备;随后对时频矩阵进行奇异值分解(SVD)求取奇异值特征向量;再将所有得到的特征向量作为样本,对改进的BP神经网络进行训练,建立压力脉动信号到汽蚀不同阶段的映射。随机检测几种工况下的压力脉动信号,测试结果表明:对出口压力脉动信号进行小波奇异值分解,可以较好地识别离心泵的早期微弱汽蚀故障,抗干扰性和精确性优于传统诊断方法。

基于奇异值分解的水轮机空化压力脉动调控方法

为了减小水轮机运行过程中空化、空蚀对效率和出力的影响,合理地分析和提取空化信号对指导水轮机的调控和运行有重要意义。文中提出了一种基于奇异值分解的水轮机空化压力脉动信号提取方法,采用奇异值辨识法对试验测得的压力脉动信号进行分离,分析水轮机产生空化时的压力脉动波形,以提高对空化工况分析的准确性,通过CFD仿真优化,模拟水轮机运行的工况,分析空化现象与压力脉动信号的关系。采用奇异值分解方法对水轮机压力脉动信号进行分离,实现脉动信号的降噪和特征提取。结合PID控制技术和远程检测技术,实现对流量、水位、补气阀开度的智能调控,保障了水轮机组的平稳运行。

大型轴流泵装置模型试验的压力脉动

为了研究轴流泵内部压力脉动在不同叶片安放角度和扬程下的变化规律及特性,结合南水北调某新建泵站,采用物理模型试验方法,在叶轮进口、叶轮出口和出水流道壁面上布置了3个压力脉动测点,通过改变模型泵的扬程进行试验,采集了转轮模型叶片安放角为±4°及0°的压力脉动信号,并进行了幅值和频谱分析.结果表明,叶轮进口处比叶轮出口处压力脉动大;随着叶片安放角度的增大,3个测点的压力脉动均有所增加,但在叶轮进口和叶轮出口,增加幅度不大.在小扬程工况下,压力脉动的频率值仍以叶片通过频率为主;在高扬程工况下,低于1倍叶片通过频率的低频脉动会随着流量的减小,幅值越来越大,并占据主导地位.

水轮机压力脉动的混频幅值置信度分析方法研究

文章根据IEC(国际电工委员会)试验规程的要求,对常见的用于计算压力脉动混频幅值置信度方法进行了分析。结合模型试验结果对压力脉动随机变量的分布进行了讨论。分析了计算方法的适用性,提出了符合要求的计算方法。

不同转速下轴流泵压力脉动试验

针对某一轴流泵模型，分别在转速1450、1200、1000r／min下，通过试验手段对其关键测点进行了压力脉动测量。通过幅值分析得到，随着流量的增大，RMS值曲线在叶轮进口处呈先降低后升高的趋势，在叶轮出口和导叶出口处呈逐渐降低趋势，转速越高RMS值变化速率越快。从频域来看，叶轮进口在3个转速下主频都为[1-r频，并在1450r／min、1200r／min转速下还存在Fn、2Fn,3Fn等比较明显的频率成分；叶轮出口压力脉动的频率范围主要分布在0～8Fn，之间，在1450r／min、1200r／min转速下，其主频出现在（3～4）Fn之间，在1000r／min转速下，其主频往大频率方向有所偏移，主要集中在（4～6）Fn之间；导叶出口压力脉动的频率范围主要分布在0，12Fn之间，在1450r／min、l200r／min两个转速下，其主频出现在（4～6）Fn之间，在1000r／min转速下，其主频主要出现在（6．8）Fn之间．

颅内压及腰区脑脊液压的脉动值与平均值关系

颅内压由于心博、呼吸、以及神经调节等的影响而出现波动。传统的颅内压(Intracranialpressure,ICP)研究多停留在静态压及相关因素的分析,注重于对颅内压平均值的监护,对其脉动成分的变化及规律研究很少。本研究工作由两部分组成动物实验和理论分析。在动物实验中,以狗为实验对象,研究在不同颅内压水平下颅内压波形的变化及其规律。通过14条狗安置硬膜外球囊并注液制成颅高压模型,通过改变球囊内液体量改变颅压和颅内容积,由压力传感器持续记录脑室内压和腰区脑脊液压(Lumbarcerebrospinalfluidpressure,LCP)。结果发现随着颅内压平均值的持续增高,颅内压脉动值也相应增高,两者间呈线性关系。当排空球囊内液体后再次注入液体时,颅内压脉动值和平均值线性关系的斜率比第一次大。腰区脑脊液压的情况与颅内压一致。由此可见,颅内压及腰区脑脊液压脉动值和平均值两者间呈线性关系,且其斜率反映了颅内自调节功能的程度高低。

水跃区底部压力脉动的沿程变化规律研究

本文对不同Fr数的水跃底部脉动压力进行了试验测试，重点分析了水跃区底部脉动压力概率分布的正态性、最大幅值取值、脉动压力主频的沿程变化规律。结果表明：水跃跃首、跃尾脉动压力的概率分布接近正态分布，跃中强旋滚区偏离正态分布；最大振幅估计参数K（脉动压力均方根的倍数）在跃首、跃尾可取3，但在强旋滚区应取4～6；脉动压力主频沿程也有变化，跃首跃尾主频较低，旋滚区主频较高。

水工弧形闸门水流脉动压力特性的试验研究

弧形闸门属轻型结构,其振动、稳定性等直接与水流脉动压力相关。为研究弧形闸门上水流脉动压力特性,在试验室内开展了一系列模型试验,通过对闸门面板上大量测点水流脉动压力数据的系统分析,获得了水流脉动压力幅值和频率在闸门面板上的分布规律,以及闸门开度、上下游水位变化对脉动压力的影响。

抽水蓄能机组“S”区模型压力脉动特性研究

抽水蓄能机组的稳定运行对电站至关重要,机组的"S"区特性对机组稳定、顺利并网起决定性作用,因而,本文从理论分析和模型试验两方面着手,对抽水蓄能机组"S"区的压力脉动特性、重复性迚行研究,以期对电站的实际运行提供一定理论指导依据。

降低水轮机尾水管压力脉动措施的模型试验研究

本文介绍了几种布置在尾水管内的导流装置方案和模型试验结果，描述了各种措施对水轮机效率、出力、流量等参数的影响、降低压力脉动幅值的效果和频率特性。

多相混输泵内气液两相流动的压力脉动特性

为了探究含气率对多相混输泵内部流场结构和压力脉动特性的影响规律,基于Standard k-ε湍流模型,应用计算流体动力学软件ANSYS CFX在进口含气率IGVF分别为5%,10%和15%时对多相混输泵内流场和压力脉动特性进行数值计算,进而分析和归纳多相混输泵内部流场结构、频域和压力脉动系数随含气率的变化规律.结果表明:含气率在超过一定范围时会削弱混输泵内的压力脉动,同时主频幅值对压力脉动的影响较大;在气液两相下动静干涉作用仍是引起混输泵内压力脉动的主要因素,与此同时叶轮和导叶内的主频分别是11倍和3倍转频,并且最大主频幅值和压力脉动系数均出现在动静交接面附近.该研究结果可为多相混输泵的结构优化、水力设计和疲劳分析提供一定参考.

混流式水轮机尾水锥管压力脉动的排列熵分析

尾水管压力脉动是混流式水轮发电机组水力激振的主要来源。针对某电站700 MW级水电机组升水位期间全水头下尾水锥管压力脉动实测信号,引入排列熵进行分析,以参考工况为例对影响排列熵计算的嵌入维数和延迟时间进行优化,结果表明:采用嵌入维数6、延迟时间3对尾水锥管压力脉动信号进行排列熵分析可以有效获得信号特征复杂性描述。在此基础上,对上库水位160.0 m、下库水位65.8 m时的尾水锥管压力脉动信号进行分析,得出结论为:排列熵与压力脉动峰峰值呈强负相关,采用排列熵可以反映机组实际运行状态。对全水头下尾水锥管压力脉动信号的排列熵进行计算,获得该点表征的机组运行特征。

抽水蓄能机组压力脉动的测试与分析

通过对广州蓄能水电厂 (一期 ) 30 0MW抽水蓄能机组压力脉动的实测与分析 ,就测点布置、分析方法与基本参数作了说明 ,并对测点信号时域特征和频域特性进行了研究 ,给出了压力脉动沿流道的分布。测试结果表明 :导叶前后的压力脉动总是显著存在 ,其特征频率为叶片倍数转频 ;其测试结果与分析结论 ,对于机组的疲劳设计、设备维护和测试系统开发都有重要意义。

压力脉动法诊断离心泵汽蚀的试验研究

汽蚀发生时,离心泵进出口原有压力脉动强度会发生变化。本文对离心泵进口压力进行了测试和频谱分析,弄清了汽蚀脉动频率的出现范围,找到了可以用于监测早期汽蚀故障的脉动频率,并确立了该脉动频率下脉动幅值和汽蚀余量的对应关系。

叶片数对轴流泵压力脉动的影响研究

为了分析叶轮叶片数对轴流泵压力脉动特性的影响,基于标准k—ε湍流模型和N—S方程,在现有的南水北调工程优秀轴流泵水力模型的基础上,通过改变叶轮叶片数对各方案模型进行了数值计算。通过试验手段分析不同位置的压力均方根值及其变化趋势,并将试验结果与数值计算结果进行对比,验证了数值计算的可靠性。研究成果为轴流泵叶片数的选择及轴流泵的稳定运行提供了一定的理论依据。

模型可逆式水泵水轮机S区压力脉动测试

S区特性是影响可逆式水泵水轮机过渡过程工况运行稳定的重要影响因素,通过研究模型水泵水轮机S区压力脉动可以为准确预测真机过渡过程工况下的特性奠定基础,为设计和运行提供有效指导。本文在某模型水泵水轮机特性试验的基础上,对S区包括蜗壳进口、无叶区、尾水锥管和尾水肘管等测点的压力脉动进行了测试,获得了各测点压力脉动混频幅值的分布与频率成分变化情况。测试结果表明:在等开度线上,飞逸工况时各测点的压力脉动混频幅值达到最大;同一工况点,无叶区压力脉动大于蜗壳进口压力脉动;沿流道方向,无叶区、锥管0.4D2、锥管1.0D2和肘管压力脉动依次减小;S区部分工况点存在主频为0.63fR的旋转失速频率;0.18fR频率成分广泛分布于S区内各工况点和测点中,引起这方面的原因可能是尾水管中的低频涡带、低频振荡或装置固有频率。

柱塞式能量回收一体机泵端多工况压力脉动试验

为研究不同具体工况对海水淡化柱塞式能量回收一体机压力脉动特性的影响,分别在泵端的进出口布置压力脉动监测点,控制变量使压力脉动试验分别在(控制出口压力恒定)转速为800~1 600 r/min和(控制转速额定)出口压力为4.5~7.5 MPa等9种工况下进行.通过分析试验结果的时域规律可得:在一体机泵端出口处,压力脉动率曲线的基波表现为三角波形态;随着一体机转速的递增,出口的压力脉动率曲线的谐波振幅递增,基波振幅则递减;进口处压力脉动曲线波形随转速递增产生不规律变化.通过对试验结果中频域的分析可得:轴频在较低转速时是出口压力脉动的主要影响频率,柱塞倍频在较高转速成为主要影响频率,并在轴频的3Z倍(Z为柱塞数)出现谐波;随着出口压力的递增,出口压力脉动幅值在轴频和柱塞倍频处均为递增,压力脉动率维持不变,且频率分布则变得更加集中;同时吸入口的压力脉动率幅值随着出口压力的递增在柱塞倍频处递增,而在轴频处递减.