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水轮机压力脉动的原因
1. 水轮机压力脉动的原因之一可能是水流不稳定啊！就好比你走路，一会儿快一会儿慢，能不别扭嘛！比如水轮机进水口的水流时急时缓，这压力能不脉动嘛！
2. 转轮设计不合理也是个大问题呀！这不就像给人穿了一双不合脚的鞋，能舒服吗？要是转轮的形状不适合水流，那压力脉动肯定就来了呀！
3. 水轮机内部的杂质积累多吓人呀！就像血管里有了血栓，能不影响正常运行嘛！比如说水里有很多泥沙之类的杂质堆积在水轮机里，压力能不波动嘛！
4. 运行工况不合适也会导致压力脉动哦！这就好像让你在大太阳下跑马拉松，你能吃得消嘛！像水轮机在超出它能力范围的工况下运行，压力肯定不稳定啦！
5. 管道系统有问题可不行呀！这跟人的血管有毛病一样严重呢！要是管道有堵塞或者泄漏，那水轮机的压力能不奇怪地脉动嘛！
6. 水轮机的安装不准确也得重视呀！这就像搭积木没搭好，能牢固嘛！比如安装的时候没对正，那压力脉动就容易出现了呀！
7. 水流中的气泡也是个捣蛋鬼哟！这就像汤里有很多气泡，看着就不平静嘛！当水中有大量气泡时，水轮机压力能不脉动嘛！
8. 机组的振动也会引发压力脉动呢！这就好像地震了房子会晃一样呀！要是机组本身振动厉害，那压力脉动肯定跟着来啦！
9. 操作人员的不当操作也会惹祸呀！这不跟开车开得乱七八糟一样嘛！要是操作人员瞎搞，水轮机的压力能正常嘛！
10. 外界干扰因素也不能小瞧哇！这就像你正专心做事，旁边有人一直捣乱，能不烦嘛！像外界的震动、噪声等干扰了水轮机，压力脉动就容易出现了嘛！
我觉得呀，水轮机压力脉动的原因真的很多很复杂，我们得认真去研究和解决，不然会出大问题的！。
水轮机工况下水泵水轮机压力脉动特性仿真分析研究摘要：随着风力发电、太阳能、潮汐能等能源的逐渐发展，对于电网负荷能力与稳定性提出了更高的要求，而抽水蓄能电站既可以调峰填谷,优化系统内各类电源工作位置，又可以承担事故备用、调频、调相等动态功能。
因此其核心组件水泵水轮机的安全运行成为了重中之重，而压力脉动是其运行不稳定的重要原因。
为了研究水泵水轮机在水轮机工况下压力脉动特性，本文基于某水泵水轮机模型，利用 UG NX10.0 软件建立三维流域模型，并用 ICEM-CFD 软件对流域进行非结构化网格划分；应用 ANSYS-CFX 软件，对全流道在 10mm导叶开度下进行了多个工况点的数值模拟计算。
经分析，沿流动分布方向压力逐渐降低，活动导叶和转轮间的动静干涉对导叶后转轮前的压力脉动产生影响，峰值出现在9fn、18fn、27fn等处，与叶片数一致。
关键词：水泵水轮机，压力脉动。
1 前言与其他储能方式相比，抽水蓄能是当今世界上技术最成熟、最经济的大规模储存电能方式。
作为一种特殊的电源形式，抽水蓄能电站既可以调峰填谷,优化系统内各类电源工作位置，又可以承担事故备用、调频、调相等动态功能，从而起到提高供电质量、保证供电安全、降低污染等功能。
目前西方发达国家抽水蓄能电站建设较多，总装机比重在 3%-10%，我国仅为 2%左右[1,2]。
水泵水轮机是抽水蓄能机组的核心设备，其具有适用性强、性价比高等特点。
作为可以双向运行的水力机组，转轮正反向运转分别进行水泵工况及水轮机工况，其未来发展方向为高水头、大容量、高转速化，但随之伴随着不稳定，压力流量脉动、汽蚀等问题严重，故需要妥善分析解决[3]。
水泵水轮机作为抽水蓄能电站的核心，其稳定运行直接关系着机组寿命和电站安全。
而由机组内部不稳定流动造成的水力振动，是机组不稳定运行的主要因素和内在原因。
诸多电站不稳定运行的实例（如俄罗斯撒杨水电站和岩滩水电站），充分说明了水力振动对机组安全运行的重要性。
尾水管压力脉动浅析(美) Falvey H T[摘要] 尾水管是水轮机的组成部分，它的性能会影响机组的效率。
混流式水轮机尾水管中的不稳定流动，即所谓的压力脉动，会引起功率的摆动和振动。
了解这种脉动有助于对其进行有效地预防。
[关键词] 混流式水轮机；尾水管；压力脉动混流式水轮机过流部分由蜗壳、固定导叶、导叶、转轮和尾水管组成。
图l为这些部件的组合图。
蜗壳、固定导叶和导叶引导水流以最小的能量损失进入转轮。
导叶控制通过水轮机的流量。
尾水管呈扩散形，用来增加水轮机的净水头，从而获得更多的能量。
图l 由蜗壳、固定导叶、导叶、转轮和尾水管组成的混流式水轮机装置(尾水管的性能会影响机组的综合效率)水轮机的功率等于转轮转换的动量矩。
在最高效率点，离开转轮的动量矩理论上应等于零，即水流流出转轮进入尾水管时是无旋的。
但实际上，在最高效率点，水流具有小的环量，然而这种小的环量引起的转轮效率损失比由尾水管效率增加的补偿要大。
部分负荷时，进入尾水管的水流和转轮的旋转方向相同；过负荷时，水流的旋转方向则和转轮相反。
如果进入尾水管的环量过大，就会发展成不稳定的尾水管压力脉动。
尾水管压力脉动在部分负荷和过负荷工况都能发生，它会引起压力脉动，从而导致功率摆动、噪声、压力钢管共振和振动。
文中，作者试图提供一篇有关尾水管压力脉动的近代情况综述。
1969年前，对尾水管压力脉动仅知道两点：第一，压力脉动是由尾水管中螺旋形涡带引起的；第二，压力脉动预期的频率和有关现象可以用一个公式来计算。
这个公式是由AC(Allis-Chalmers)公司的试验工程师Rheingans W I提出的。
cnf (1) 式中f——压力脉动的频率，Hz；n——水轮机转速，r/s；c——3．2～4.0之间的某一数值。
1969年，密苏里-哥伦比亚大学教授Cassidy J J，从事一项丹佛垦务局的福特基金项目，旨在加深对尾水管压力脉动的认识。
他将尾水管压力脉动现象、频率和振幅与水轮机流量和几何形状参数联系起来，试验是利用空气作为介质进行的。
某水电厂1号混流式水轮机尾水管压力脉动试验研究
曹斌;姚泽;李玺
【期刊名称】《广东水利水电》
【年(卷),期】2024()5
【摘要】尾水管压力脉动是混流式水轮机运行稳定性的重要评价指标,研究尾水管压力脉动和机组振动稳定性对指导机组的安全运行、技术改造及科学调度具有十分重要的意义。
对某水电厂1号机组进行了变负荷稳定性试验,分析了各工况下尾水管压力脉动、顶盖振动和水导轴承摆度信号之间的相关性。
试验结果表明在部分负荷区域,尾水管压力脉动与顶盖振动及水导摆度信号高度相干,尾水管内低频涡带是引起机组振动的关键因素,对顶盖振动和水导摆度都有重要影响。
【总页数】5页(P74-78)
【作者】曹斌;姚泽;李玺
【作者单位】广东云舜综合能源科技有限公司广州分公司;南方电网电力科技股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TK733.1
【相关文献】
1.混流式水轮机尾水管压力脉动试验分析
2.混流式水轮机尾水管压力脉动研究综述
3.混流式水轮机部分负荷下尾水管压力脉动试验研究
4.非设计工况下混流式水轮机
尾水管压力脉动研究5.试验水头和空化系数对混流式水轮机尾水管压力脉动影响的试验研究
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混流式水轮机尾水管涡带的数值模拟及压力脉动预测随着混流式水轮机的单机容量和结构尺寸朝着巨型化发展,其在稳定运行性方面出现的问题越来越突出。
混流式水轮机在偏离设计工况特别是在部分负荷下运行时,转轮出口的旋流会在尾水管中产生螺旋状涡带,该涡带引起的压力脉动是引起水轮机水力不稳定的最主要原因。
到目前为止评价水轮机水力稳定性的主要手段仍是进行模型压力脉动试验,在设计阶段还不能有效预测控制所设计水轮机的尾水管涡带引起的压力脉动。
如何在设计阶段能有效控制所设计水轮机的尾水管涡带引起的压力脉动,变事后评估为设计过程中控制是提高水轮机的水力稳定性的有效途径。
因此有必要借助数值模拟方法,研究混流式水轮机尾水管流道的几何参数、运行工况与尾水管涡带产生的关系,探索其尾水管涡带压力脉动的预测计算方法,进一步研究用于在混流式水轮机设计过程中优化流道设计,及指导电站运行过程中减轻尾水管涡带影响和扩大稳定运行工况范围。
本文结合某高水头水电站混流式水轮机转轮增容改造过程中的转轮设计方案分析的需求,在分析前人关于混流式水轮机的流场、尾水管涡带以及尾水管涡带引起的压力脉动的机理研究的基础上,采用水轮机全流道非定常湍流数值模拟方法模拟典型工况下混流式水轮机内部流场。
基于三维全流道非定常湍流模拟来探索尾水管涡带的可视化、预测尾水管涡带的频率及尾水管涡带引起的低频压力脉动的预测分析。
探讨尾水管压力脉动中转轮流出的旋回水流与尾水管的相互干涉作用,以及尾水管涡带形成与转轮叶片几何形状及运行工况的关系。
根据尾水管中非定常湍流模拟计算结果提取压力的时域信号,通过FFT进行频域分析来分析尾水管中的典型工况下压力脉动特点。
本文探索通过基于混流式水轮机进行全流道定常和非定常湍流数值模拟来预测分析尾水管涡带及其引起的压力脉动,能够较真实地反映不同工况下尾水管涡带及其引起的压力脉动的特征,为在水力设计阶段能有效预测所设计水轮机的尾水管涡带引起的压力脉动奠定一定理论基础和尽可能扩大无涡区的运行范围提供一条基本可行的技术途径。
混流式水轮机尾水管压力脉动研究摘要：尾水管压力脉动是混流式水轮机运行过程中非常重要的参考性指标，在不同负荷下，尾水管压力脉动和水轮机振动稳定性有着一定的相关性。
因此，本文针对混流式水轮机尾水管压力脉动进行深入研究，在简单了解尾水管压力脉动的形成机理后，通过实际的试验入手，分析其特性，并且结合实际案例进行探讨。
关键词：混流式水轮机；尾水管；压力脉动；涡带状态引言：如果混流式水轮机尾水管压力脉动存在问题，那么会对尾水涡带状态造成影响，因此，必须要对不同水头段混流式模型水轮机的尾水管压力脉动进行分析。
基于不同相对流量区域内的压力脉动数据，对比原型压力脉动数据，分析变化情况，就能够准确识别尾水管涡带状态，让水轮机的运行更加稳定，提高工作效率。
一、尾水管压力脉动的形成机理混流式水轮机在水电站中，具有重要的任务，一旦运行不稳定，那么就会对水电站的运行造成影响。
混流式水轮机尾水管压力脉动在实际发展过程中，可以分为常规压力脉动、异常压力脉动以及其他压力脉动。
本文以常规压力脉动为主要分析对象，根据得到负荷情况，可以分为小负荷、中负荷、最优工况以及超大负荷这四个方面。
而尾水管涡带是导致压力脉动产生的主要方式，因此先了解尾水管涡带的形成机理，只有揭示尾水管涡带原理，才能够更好的了解压力脉动的形成机理。
尾水管涡带是混流式水轮机在实际运作过程中产生的一种流动现象，只要水轮机运行就必然会产生尾水管涡带。
在水流状态非常复杂的情况下，尾水管涡带并不稳定，还会出现交替消失的情况。
当水轮机的运行偏离最优工况时，转轮进口水流就会形成压力脉动，主要可以从三个方面进行分析，分别为：叶片正面水冲击、叶片背面脱流、此生水冲击。
在实际发展过程中，需要对压力脉动的幅值、频率、相位，主要特征体则体现在幅值特性和频率特性。
从现阶段混流式水轮机尾水管压力脉动试验中可以发现，一般情况下，在测量压力脉动的过程中，主要针对的是压力脉动的相对值，以此作为判断水轮机稳定性的重要依据，但是随着巨型混流式水轮机数量的增加，压力脉动问题日益突出，传统的试验评价方式已经无法满足判断需求，还需要结合实际情况，具体判断混流式水轮机尾水管压力脉动情况，从而保证水轮机运行的稳定性。
