变角调节斜流泵振动特性试验测试及数值模拟

大型斜流泵广泛应用于给水排水等重点水利工程中,振动大是影响其稳定运行的关键因素。本文首先对其实际运行过程进行测试,结合数值模拟技术对不同叶片角度下泵内部不稳定流动特性进行分析,结果发现:数值模拟监测点与实测点的脉动频谱变化规律基本相同,脉动主要发生在低频区,转频为主因,通过频率为次因;在小流量区域均有一段不稳定区域,且叶片角度从-80到+20的调度过程中,不稳定区域逐渐增大,在80%以上效率区间,流量范围可以从8 m3/s达到21 m3/s;叶片角为+10时,有效扬程在误差最大,达到6.92%,而其他误差均在5%以内,最大效率误差均小于5%;叶片角为"+"的压力脉动大于叶片角为"-"角时的压力脉动,且最大值均出现在导叶与叶轮耦合交界面处。上述研究成果能够为同类变角调节叶片泵振动特性分析提供参考。

抽芯式斜流泵振动频谱的研究

针对大型抽芯式斜流泵机组振动严重,本文采用数值模拟和试验对其振动频谱进行研究。分别对双向FSI模型和单一流体域模型进行比较,模拟结果表明双向FSI模型的有效扬程更加准确,模拟出的内部流场规律符合实际流动。计算得到其内部水力激振的通过频率为24.5 Hz;采用附加质量法对转子部件进行模态分析,得到一阶模态接近44.79 Hz,与实测频率在44.5Hz左右处出现的一个小波峰相符;测试转轴轴心轨迹,得到轴心轨迹为偏心椭圆,转频为4.08 Hz与实测频谱的主振频相同,研究结果表明斜流泵振动主要是由于转子不平衡引起。