混流式水轮机的压力脉动——对水轮机的理论预测及影响

摘要

混流式水轮机在高于或低于最优效率点工况运行时，会由于旋流和压力分布不均匀导致在转轮出口下方处形成空化涡带。空化涡带的特性及其对混流式水轮机以及整个水力系统动态特性的影响与水轮机运行工况（部分负荷、高部分负荷、超负荷）紧密相关。因此，也应该根据运行工况对压力脉动进行物理描述和数学建模。本文对几种不同类型的压力脉动的发生机理和数学模型进行了研究，也分析了其对与之相关联的水力系统的影响，并着重对混流式水轮机的高部分负荷压力脉动现象进行了分析。压力脉动现象可以按照其发生机理分成共振或不稳定两种类型。准确地确定压力脉动的类型对于准确地将模型的动态特性换算到原型机上以及选择合理地降低压力脉动的方法都是至关重要的。本文中既有理论分析，又包含模型试验的测量和观查结果。