混流式模型机转轮叶片在线压力测量

摘要

水轮机效率试验结果由模型换算到原型机的相似定律是已知的。对于压力脉动等级，同样希望建立起一种关于压力脉动换算的相似准则。借助于挪威Telemark的Tokke水电站改造项目，分别在两只模型和对应的两只原型混流式水轮机转轮上安装了在线测量系统。该项目开发了两只不同的模型转轮，Tokke水电站转轮与两只模型转轮尺寸之比均为5：1。一只转轮由挪威科技大学（NTNU）设计并制造，并作为NTNU试验台的基准转轮。改造项目转轮供应商AndritzVATech公司将其制造的模型转轮在该试验台上进行试验。在上述两只转轮的叶片表面上都安装了微型应变式压力传感器。信号电缆自叶片中引出，通过上冠，最终通过转轴中心孔在推力轴承上部引出。信号电缆通过推力轴承与轴上的无线遥测系统相连。该系统能够实现对转轮叶片上静态和动态压力变化的高速测量。由于混流式转轮叶片几何形状的缘故，在不改变转轮流道并且保证实现防水的前提下在模型转轮叶片上安装传感器有一定难度。然而，本测试系统仍能够实现预期目的。