離心泵水動力噪聲的產(chǎn)生機理
發(fā)布時間:2017年10月06日 09:38 閱讀:4676
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澤德
離心泵內(nèi)部水動力噪聲是一種強迫振動問題,是由流場中的流體力引起的,這些流體力主要是由于湍流脈動、旋轉(zhuǎn)失速、空化和動靜干涉等不穩(wěn)定現(xiàn)象引起。
1.動靜干涉
動靜干涉作用主要是指葉輪出口處的旋轉(zhuǎn)壓力場和速度場會與下游的靜止部件發(fā)生周期性相互作用,導(dǎo)致葉輪出口的尾流影響靜止部件內(nèi)的流動,且作用距離較長。壓水室的存在周期性地改變?nèi)~輪出口的流動邊界條件,干擾葉輪內(nèi)部流動,誘使旋渦的發(fā)生,改變?nèi)~輪與壓水室內(nèi)的流動結(jié)構(gòu),引起流場的壓力脈動,產(chǎn)生水力激勵誘導(dǎo)振動。
2.旋轉(zhuǎn)失速
葉輪機械在流量減小到某個值時,葉輪流道內(nèi)會形成一個或幾個失速團,這些失速團以同樣的方向,但以較低角速度繞軸旋轉(zhuǎn),這種現(xiàn)象稱為旋轉(zhuǎn)失速。離心泵運行過程中也存在旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象,其對離心泵的安全運行危害很大。當(dāng)離心泵流量減小或發(fā)生葉輪流道堵塞時,進入葉輪或?qū)~的液流會發(fā)生變化,液流向著葉片壓力面沖擊,而在吸力面發(fā)生脫流;當(dāng)流量減小到某一極限,由于實際液流流人流道的不均勻性,在各流道內(nèi)產(chǎn)生的脫流液流形成一個或幾個失速團;由于失速團占據(jù)一部分流道,使流道截面減小,部分液流擠向相鄰流道,改變了相鄰流道內(nèi)的流動;失速團在葉輪各流道內(nèi)依次循環(huán)發(fā)生,從而在葉輪內(nèi)形成旋轉(zhuǎn)失速。旋轉(zhuǎn)失速可造成葉輪流道的阻塞和水泵揚程的降低,且其在葉輪內(nèi)產(chǎn)生的壓力波動是激勵轉(zhuǎn)子發(fā)生異常振動的激振力。
3.空化
離心泵在運轉(zhuǎn)中,在過流區(qū)域的局部(通常是葉輪進口稍后、葉片吸力面與前蓋板交接處),液流的絕對壓力低于當(dāng)時溫度下的汽化壓力時,液體開始汽化,形成氣泡。這些氣泡隨液流流動到高壓處,周圍的高壓液體使氣泡急劇變小以至破裂,同時周圍液體將高速填充空穴,發(fā)生互相撞擊而形成局部高壓射流,引起周圍流體的壓力脈動,產(chǎn)生水力激勵。
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