發(fā)布時間：2020-03-16 20:58

【摘要】：為了研究在不同揚程和不同葉片安放角下超低揚程貫流泵內壓力脈動的變化規(guī)律,結合某泵站,采用物理模型試驗的方法,在模型泵轉輪進口和導葉出口處安放兩個壓力脈動測點,通過時域和頻域分析,對超低揚程貫流泵內的壓力脈動進行研究。結果表明:超低揚程貫流泵內的最大壓力脈動發(fā)生在轉輪與導葉之間;轉輪進口處,低于設計揚程時的壓力脈動變化比高揚程時大;導葉出口處,高于設計揚程時的壓力脈動變化比低揚程時大;由空化現象可以看出,葉片安放角對貫流泵內的壓力脈動有很大的影響作用;轉輪進口和導葉出口處的壓力脈動均以BPF為主;在高揚程工況下,以1~2倍固有頻率的低頻壓力脈動幅值隨揚程增加而增大,低揚程工況下未發(fā)現這種現象。
【圖文】：

?實際中存在的壓力脈動問題具有一定的指導意義。1試驗裝置與測點布置1．1試驗裝置模型泵的壓力脈動試驗是在河海大學水力機械多功能試驗臺上進行的，試驗臺按照SL140－2006《水泵模型及裝置模型驗收試驗規(guī)程》進行設計與建造，試驗綜合不確定度≤0．4%。試驗臺的總容量為50m3，其循環(huán)系統(tǒng)為立式封閉系統(tǒng)。主要設備由尾水箱、壓力水箱、電磁流量計、供水泵、電動閘閥、手動蝶閥、Φ500管道等組成。試驗臺主要參數如下:揚程H=－5～20m;流量Q=0～1m3/s;轉矩M=0～200N/m;轉速n=0～2000r/min。試驗臺系統(tǒng)示意圖見圖1。圖1試驗臺系統(tǒng)示意圖Fig．1Schematicdiagramoftestbench傳感器采用型號為HPT700的專用壓力變送器，其主要參數為:輸出信號為4～20mA，量程為0～300kPa，供電電壓為24VDC，精度為0．5%。信號采集采用型號為HPT3000的采集儀及配套分析系統(tǒng)。在信號處理方面，雖然壓力變送器輸出信號為電流，但是結合其采集系統(tǒng)，實際輸出在計算機上的為電壓值0～5V，即輸出電流與內置電阻的乘積。在試驗開始之前需進行信號零點的采集，采集到的信號零點為1V。在信號結果處理時采用式(1)得到計算壓力脈動所需的壓力值Px:Px300=Vx－V04(1)式中:Vx為試驗采集電壓值，V;Px為所需壓力值，kPa;V0為采樣零點，1V。又因為1kPa=0．1m水柱，所以由Px可以得到換算成水頭(m)的壓力脈動幅值:F=7．5(Vx－V0)(2)式中:F為壓力脈動幅值，m。1．2模型泵參數及測點布置該泵站所用貫流泵水力模型為《南水北調工程水泵模型同臺測試》中的TJ04－ZL－07水力模型。該水力模型比轉數為1248．3，汽蝕比轉數為1154．9，轉輪葉片為3片，導葉數為5片，輪轂比為0．367，，葉根厚度為10mm，葉尖厚度為7mm，

片，導葉數為5片，由公式(3)、式(4)可以計算出模型泵的額定轉速為871r/min，額定流量為0．222m3/s。由原模型nD值相等，可以得到模型泵的額定轉速為:nm=npDpDm(3)式中:np、nm分別為原、模型水泵的額定轉速，r/min;Dp、Dm分別為原、模型水泵的轉輪直徑，mm。模型水泵的額定流量為:Qm=Qpnmnp()DmDp()3(4)式中:Qp、Qm分別為原、模型水泵的額定流量，m3/s。壓力脈動的兩個測點分別布置在轉輪進口和導葉出口的位置，其測點布置示意圖見圖2。圖2壓力脈動測點布置示意圖Fig．2Schematicdiagramofpressurepulsationmeasuringpoints2試驗結果與分析試驗采集了在葉片安放角為－4°，－2°，0°，+2°，+4°下，揚程分別為0，0．3，0．8，1．35，1．9m時模型泵的轉輪進口和導葉出口處的壓力脈動，并對采集到的壓力脈動數據進行時域和頻域的分析。2．1壓力脈動時域分析壓力脈動的時域分析通常采用混頻幅值的相對值來進行描述。國際電工委員會(IEC)有關規(guī)程推薦采用概率統(tǒng)計方法，分析脈動波形的混頻雙峰值，國內外也偏向于按置信度來計算混頻的壓力脈動的峰峰值［6］。所以，本試驗結果按97%置信度進行處理。A=ΔHH×100%(5)式中:A為壓力脈動相對幅值;ΔH為壓力脈動兩個振幅峰峰值，m;H為試驗揚程，m。2．1．1壓力脈動與揚程的關系圖3是當模型泵的葉片安放角為－4°時，轉輪進口和導葉出口處的相對幅值與水泵揚程的關系示意圖。由圖3可知，無論是轉輪進口還是導葉出口處的壓力脈動相對幅值都隨著揚程的增加先減小后增大，在設計揚程0．3m時，相對幅值降至最低。由此可知，水泵偏離設計工況運行時，壓力脈動相對幅值174超低揚程貫流泵模?

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