水泵水轮机无叶区压力脉动产生机理

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！。

水泵水轮机过渡过程压力脉动与转轮受力突变机理研究
水泵水轮机是一种常见的水力发电设备，其过渡过程中的压力脉动和转轮受力突变是影响其运行稳定性的重要因素。

本文旨在研究水泵水轮机过渡过程中压力脉动和转轮受力突变的机理，为提高水泵水轮机的运行稳定性提供理论支持。

首先，我们需要了解水泵水轮机的工作原理。

水泵水轮机是利用水流的动能转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能的装置。

在过渡过程中，由于水流量和水头等工况参数的变化，会引起压力脉动和转轮受力突变。

其次，我们需要分析压力脉动和转轮受力突变的产生原因。

在水泵水轮机过渡过程中，由于水流量等工况参数的变化，导致进口流道和出口流道之间的压差发生变化，从而产生压力脉动。

同时，由于转子受力突变会导致转子振动，进而引起机组振动和噪声等问题。

接下来，我们需要探讨如何减少压力脉动和转轮受力突变。

一方面，可以通过改善水泵水轮机的设计和调整运行参数来减少压力脉动和转轮受力突变。

例如，在设计中采用流场优化技术、增加导叶数量等方式来改善水泵水轮机的流态特性；在运行中采用适当的调节措施来控制水流量等工况参数。

另一方面，可以通过安装振动和噪声监测系统等手段来实时监测水泵水轮机的运行状态，及时发现问题并采取措施加以解决。

综上所述，水泵水轮机过渡过程中的压力脉动和转轮受力突变是影响其运行稳定性的重要因素。

通过深入研究其机理，并采取相应的措施进行优化和监测，可以有效提高水泵水轮机的运行稳定性和安全性，为我国的水力发电事业做出贡献。

水泵工作原理水泵是一种常见的流体传输设备，广泛应用于工业生产、农业灌溉、城市供水等领域。

它的工作原理主要是利用机械能将液体吸入并通过管道输送到指定位置。

下面我们将详细介绍水泵的工作原理。

首先，水泵的工作原理基于流体力学和机械原理。

当水泵启动后，电机带动叶轮旋转，叶轮的旋转产生了离心力，使液体产生压力并被吸入泵内。

同时，叶轮的旋转也使得泵内的液体产生动能，从而实现了液体的输送。

其次，水泵的工作原理还涉及到液体的压力变化。

在水泵内部，液体由于叶轮的旋转而产生了压力，使得液体被迫流动，并克服管道阻力。

当液体流动到达指定位置后，压力减小，液体便被释放出来。

这种压力变化的原理是水泵能够实现液体输送的基础。

此外，水泵的工作原理还与泵的结构和工作状态密切相关。

不同类型的水泵（如离心泵、柱塞泵、潜水泵等）其工作原理有所不同，但基本的液体吸入、压力产生和输送过程是相通的。

而水泵的工作状态（如启动、停止、负载变化等）也会影响其工作原理，需要根据实际情况进行调整和控制。

总的来说，水泵的工作原理是基于机械能和流体力学的原理，通过叶轮的旋转产生压力和动能，实现液体的吸入和输送。

同时，液体的压力变化和泵的结构、工作状态也是影响水泵工作原理的重要因素。

只有深入理解水泵的工作原理，才能更好地应用和维护水泵设备，确保其正常运行并发挥最大效益。

通过上述对水泵工作原理的介绍，相信大家对水泵的工作原理有了更深入的了解。

水泵作为一种重要的流体传输设备，在各个领域都发挥着重要作用。

希望本文所介绍的内容能够帮助大家更好地理解和应用水泵设备。

水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性摘要：可逆式水泵水轮机设计需要兼顾水轮机和水泵两种工况。

水泵工况属于减速流动，相较于水轮机工况更容易发生流动分离，在水泵水轮机设计中，对水泵工况的各项性能设计指标考核更为严格。

水泵水轮机泵工况的流量扬程特性曲线在高扬程小流量下通常存在局部曲线斜率为正值的不稳定区域，称为驼峰区。

在抽水蓄能电站实际运行中，驼峰区难以避免，其不仅影响水泵水轮机泵工况高扬程条件下的启动和运行，同时还会产生较强的振动、噪声、功率摆动、水压波动等不稳定现象，直接影响机组安全稳定运行。

鉴于此，本文对水泵水轮机泵工况压力脉动和转轮受力特性进行分析，以供参考。

关键词：水泵水轮机;水泵工况;压力脉动;旋转失速;转轮受力引言本文采用SAS－SST湍流模型对某模型水泵水轮机在非设计泵工况的流态进行了三维非定常数值模拟，分析不同工况下流动特性对压力脉动和转轮受力的影响。

1数学模型1.1计算体型和网格划分计算区域包括蜗壳、导叶、水轮机和尾水管。

考虑到在非设计工况下，尾水管内回流可能会对边界条件给定产生影响，对尾水管进口段适度延长。

1.2网格及时间步长在网格划分时，蜗壳采用四面体网格;导叶区采用楔形网格;转轮和尾水管采用六面体网格，并对活动导叶和转轮叶片设置边界层网格，使近壁面Y+小于10。

图1展示了额定工况下水泵扬程随网格数量的变化情况，当网格数量大于450万时，计算所得扬程变化小于1%。

考虑到计算时间和流场结构的解析精度，最终选取总网格单元数为882万的划分方式。

图1网格敏感性分析2机组能量特性图2为活动导叶相对开度随流量系数Cφ的变化规律。

其中，相对开度计算公式为式中α———活动导叶开度，αmax———最大开度图2活动导叶相对开度随流量系数的变化曲线在上述导叶开度规律下，图2对比了数值模拟与试验测试的机组能量特性曲线，即不同流量系数Cφ下的扬程系数Cψ与效率η变化曲线。

图3扬程系数与效率随流量系数的变化曲线从图3可以看出，CFD模拟得到的扬程系数与效率，相比于试验值，具有相同的变化趋势。

水泵是借动力设备和传动装置或利用自然能源将水由低处升至高处的水力机械。

广泛应用于农田灌溉、排水以及农牧业、工矿企业、城镇供水、排水等方面。

用于农田排灌、农牧业生产过程中的水泵称农用水泵，是农田排灌机械的主要组成部分之一。

类型根据不同的工作原理可分为容积水泵、叶片泵等类型。

容积泵是利用其工作室容积的变化来传递能量，主要有活塞泵、柱塞泵、齿轮泵、隔膜泵、螺杆泵等类型。

叶片泵是利用回转叶片与水的相互作用来传递能量，有离心泵、轴流泵和混流泵等类型。

潜水电泵的泵体部分是叶片泵。

其他类型的水泵有射流泵、水锤泵、内燃水泵等，分别利用射流水锤和燃料爆燃的原理进行工作。

水轮泵则是水轮机与叶片泵的结合。

上述各类水泵中以下列各式较具代表性。

离心泵是利用离心力的作用增加水体压力并使之流动的一种泵。

由泵壳、叶轮、转轴等组成。

动力机带动转轴，转轴带动叶轮在泵壳内高速旋转，泵内水体被迫随叶轮转动而产生离心力。

离心力迫使液体自叶轮周边抛出，汇成高速高压水流经泵壳排出泵外，叶轮中心处形成低压，从而吸入新的水流，构成不断的水流输送作用。

叶轮具有逆旋转方向弯曲的叶片，其结构型式有封闭式、半封闭式和敞开式3种,农用的多为封闭式叶轮，叶片两侧由圆盘封闭。

泵体沿出水管方向逐渐扩张成蜗壳形。

水流自叶轮一面吸入的称单吸离心泵，自叶轮两面吸入称双吸离心泵。

为增加扬程，可将多个叶轮装在同一轴上成为多级离心泵。

由前一叶轮排出的水进入后一叶轮的进水口，增压后再从后一叶轮排出，因而叶轮数愈多，压力愈高。

有的离心泵带有能自动排除吸水管和泵体内空气的装置，在起动前无需向泵体灌水，称自吸离心泵，但其效率常低于一般离心泵。

离心泵在农田排灌和农牧业供水中应用最广。

多用于扬程高而流量小的场合。

单级离心泵的扬程为5～125米，排出的流量均匀,一般为6.3～400米3/小时,效率约可达86～94%。

轴流泵由泵壳、叶轮和转轴等机件构成。

也称螺桨泵。

叶轮上有螺旋桨状的叶片若干，当叶轮随转轴一起被动力机械驱动旋转时，各叶片将水推向一端，同时又在另一端从水源吸取水，使水产生沿着平行于转轴方向的连续流动，达到不断输送水流的目的。

调查研究157产 城水泵水轮机泵工况的压力脉动特性郭旭巍天津市水利勘测设计院，天津300204摘要：随着经济和各行各业的快速发展，为保障国家电网安全、经济运行，电网系统需要一定比例的储能设备来改善各种类型电站的运行条件。

在此背景下，抽水蓄能电站技术作为目前最为成熟的大规模储能技术得到迅猛发展。

水泵水轮机是抽水蓄能电站能量转换的核心部件，其高效、稳定运行对提高能源利用率、保障电网安全运行具有重要意义。

关键词：水泵水轮机；转轮；水轮机；压力脉动为了研究水泵水轮机在水轮机工况下的压力脉动特性，在试验验证的基础上，通过调整活动导叶的开度以实现机组不同的运行工况，尾水管压力脉动主频约为转轮转频的0.36倍；在最优工况和大流量工况下，尾水涡带变为管状，转轮出口压力脉动幅值变小，在转轮叶片表面检测到与尾水管压力脉动主频相同的压力脉动；大流量工况下涡带旋转方向与转轮旋转方向相反，尾水管内压力脉动的最大值出现在弯肘段区域。

1 模型的建立1.1 研究背景水泵水轮机在“S”特性区运行时，容易直接由飞逸工况进入反水泵工况，此时转轮上存在正反方向的转矩，机组结构上将会受到强烈冲击载荷的作用，易造成部件的损坏；此外转轮-流体的相互作用将会引起剧烈的压力脉动和机械振动，进而导致机组运行的困难。

目前，国内外诸多学者针对水泵水轮机“S”特性区流场结构、力特性和压力脉动特性已做了一些研究。

内部流动方面，ChristianWidmer运用数值模拟和试验研究对比分析的方法，发现水泵水轮机活动导叶流道内对流加速作用是导致漩涡流和旋转失速的主要原因。

HasmatuchiVlad通过模型试验，对机组启动过程中“S”特性的内流状况进行了分析，指出“S”形区域的主要诱因是活动导叶后无叶区存在随转轮旋转的亚音速失速流动堵塞了转轮进口，最终产生水力不稳定性和结构振动。

就“S”特性、宏观参数的预测，以及采用预开导叶法（MGV ）改善“S”特性的作用机理等问题做了深入探讨。

抽水蓄能机组工况转换过程中无叶区压力特性付婧;张飞【摘要】Vaneless zone pressure pulsation is the main vibration source of pump-storage powerhouse and unit,especially in the working mode transferring processes.Considering that the working mode transferring processes are typical non-stable processes,peak-to-peak value analysis in time domain and short-time-Fourier transform in time-frequency domain have been employed for analyzing the vaneless zone pressure in the processes of synchronous condenser pump (SCP) to pumping operation (PO) and synchronous condenser turbine (SCT) to generating operation (GO).The research indicates that water ring absorption power is heavily influenced by working seal operation,and the power absorption,which is not influenced by the process of air-evacuation-water-recover,keeps constant from the time working seal withdrawing to the time air evacuation value closing in working mode transferring processes.Once the water ring thickness increases after the seal withdrawing,the vaneless zone pressure pulsation aggravates.During SCP to PO and SCT to PO,the maximum vaneless pressure peak-to-peak values occurs in the period of runner chamber pressure establishment and the low load operation zone respectively.During the working mode transferring processes,blade passing frequency and rotor-stator interaction frequency arise apparently.Blade passing frequency emerges on the time seal withdrawing;for SCP to PO,the rotor-stator interaction frequency emerges on the time runner contactingdraft-tube water,while for SCT to GO,the rotor-stator interaction frequency emerges simultaneously with blade passing frequency.%抽水蓄能机组无叶区压力脉动是机组及厂房振动的重要振源之一,尤其在工况转换过程中对厂房及机组振动起到决定性作用.考虑到工况转换过程属于典型的非稳态时变过程,本文采用时域混频幅值方法与时频分析中的短时傅里叶分析方法对抽水方向调相转抽水与发电方向调相转发电过程中无叶区压力信号进行了分析.研究结果表明:工况转换时无叶区水环吸收功率受球阀工作密封投退影响,工作密封退出后至顶盖排气阀关闭前时间段内吸入功率恒定,不受排气回水过程影响.工况转换时,因密封退出导致水环增厚,恶化了无叶区压力脉动情况.抽水方向调相至抽水工况转换与发电方向调相至发电工况转换时,无叶区压力脉动分别在转轮造压过程中和小负荷区达到最大值.工况转换过程中,无叶区存在明显的动静干涉频率和一倍叶片过流频率.一倍叶片过流频率均起源于球阀密封退出瞬间,抽水方向调相转抽水时动静干涉频率起源于尾水与转轮接触时,而发电方向调相转发电时动静干涉频率与一倍叶片过流频率同时产生.【期刊名称】《中国水利水电科学研究院学报》【年(卷),期】2017(015)005【总页数】6页(P376-381)【关键词】蓄能机组;工况转换;水环;短时傅里叶变换;叶片过流频率;动静干涉【作者】付婧;张飞【作者单位】中国水利水电科学研究院信息中心,北京100048;国网新源控股有限公司技术中心,北京100161【正文语种】中文【中图分类】TK7341 研究背景抽水蓄能机组无叶区（转轮叶片与活动导叶之间区域）压力脉动是机组及厂房振动的主要振源［1］，属于典型的水力激振源。

水泵水轮机S区流动特性及压力脉动分析摘要：水泵水轮机运行调度过程中会反复经历偏工况的S特性区，在该特性曲线运行中水轮机系统会出现不稳定，严重时会造成机组损坏。

为研究水泵水轮机S特性曲线下不稳定的形成原因，本文选取水轮机工况、飞逸工况和制动工况三种S特性工况，采用SST 湍流模型对模型水泵水轮机进行全流道定常和非定常数值模拟，发现：水轮机工况向制动工况运行时，流道内部流量减少且流线愈发紊乱，涡分布范围逐渐增加且更加离散，可能造成较大水力损失；压力脉动幅值也逐渐增加，所有区域脉动幅值随偶数倍叶频递减，主频和次频分别为9fn 和18fn，受到动静干涉作用较为明显，转轮区域的低幅值高频脉动可能是S区域不稳定的来源。

关键词：S特性区；涡分布；流动特性；压力脉动Analysis on flow characteristics and pressure pulsation of Punp-turbine S-shaped RegionHugang Gong(Dongyuan Branch of Shenzhen Water Planning and Design Institute Co., Ltd., 410000, Changsha, China)Abstract: The pump-turbine operation and scheduling process will repeatedly experience the S-shaped region of the partial working condition, and the turbine system will be unstable in the operation of this characteristic curve, which will cause unit damage in a serious situation. In order to study the causes of instability under the S characteristic curve of pump-turbine, this paper selects three S characteristic conditions: turbine working condition, flyaway workingcondition and braking working condition, and adopts SST k-ωturbulence model to perform full-flow channel constant and non-constant numerical simulation of the model pump turbine. The pressure pulsation magnitude also increases gradually, and the pulsation magnitude in all regions decreases with even times of leaf frequency, and the primary and secondary frequencies are 9fn and 18fn respectively, which are more obviously affected by dynamic and static interference, and the low amplitude and high frequency pulsation inthe runner region may be the source of instability in the S region.Keywords: S-shaped region; vortex distribution; flow characteristics; pressure pulsation引言抽水蓄能机组既能调峰也能调谷[1]，相较于其他常规水电机组具有响应快，效率高和调节能力强等优点[2]。

浅谈水泵水轮机内部流动及水力特性水泵和水轮机都是一种常见的水力机械，用于将水的动能转化为机械能或电能。

水泵主要用于向上输送水，而水轮机则主要用于将水的动能转化为机械能或电能。

在水泵和水轮机内部，水的流动和水力特性起着至关重要的作用。

本文将从内部流动和水力特性两个方面浅谈水泵和水轮机的工作原理。

1.内部流动水泵内部的流动主要是由叶轮引起的。

当水泵启动时，叶轮会产生一个旋流，将水吸入并向出口方向推送。

高速旋转的叶轮会给水施加压力，使得水能够克服管道阻力向上输送。

水泵内部的旋流和压力变化会使得水的流速和流量发生变化。

在叶轮附近，水的流速和压力会达到最大值，而在出口处则会逐渐减小。

这种内部流动的变化是由叶轮形状和旋转速度决定的，可以通过改变叶轮的结构和旋转速度来调节水泵的性能。

2.水力特性水泵的水力特性主要包括流速特性、扬程特性和效率特性。

流速特性是指水泵在不同流量下的流速变化情况，通常以流速-流量曲线来表示。

扬程特性是指水泵在不同流量下提升水的能力，通常以扬程-流量曲线来表示。

效率特性是指水泵在不同流量下的能量转化效率，通常以效率-流量曲线来表示。

水泵的水力特性直接影响着其在工程实践中的应用。

通过研究水泵的水力特性，可以选择合适的水泵型号和工作点，以满足不同工程需求。

水轮机内部的流动主要是由水轮引起的。

当水流进入水轮机时，水轮会将水的动能转化为机械能或电能。

在水轮机内部，水的流动状态会随着水轮叶片的形状和转速发生变化。

水轮机内部的流动包括进口段、导叶段、转轮段和出口段。

在进口段，水流速度较快，压力较低；在导叶段，水被引导进入转轮；在转轮段，水的动能被转化为机械能或电能；在出口段，水被排出水轮机。

水轮机的水力特性主要包括进口段的压力损失、转轮段的动能转化和出口段的出口压力。

进口段的压力损失主要由导叶引起，可以通过改变导叶的角度和布置来减小压力损失。

转轮段的动能转化效率取决于水轮的设计和转速，可以通过优化水轮的叶片形状和提高转速来提高动能转化效率。

水泵的工作原理
水泵的工作原理是通过应用机械、电动或液压的动力，将液体从低压区域输送到高压区域的设备。

水泵通常由一个或多个旋转叶轮和一个密封的泵壳组成。

当水泵开始运转时，旋转叶轮在驱动下开始旋转。

叶轮的旋转会在泵壳内产生一个低压区域。

在低压区域，液体被吸入泵壳中。

通过叶轮的旋转运动，液体被离心力推向泵壳的出口。

随着液体被推出泵壳，压力逐渐增加，液体被输送到高压区域。

一旦液体达到所需的压力，它们可以被输送到管道系统或其他应用中。

水泵的工作原理基于流体力学原理。

旋转叶轮的运动产生了离心力，使液体产生压力差。

这个压力差使得液体能够克服摩擦和阻力，并从低压区域流动到高压区域。

不同类型的水泵有不同的工作原理。

例如，离心泵利用离心力，使用旋转叶轮将液体从中心吸入并输送到外部。

容积泵通过改变泵腔的体积来推动液体，将液体从进口吸入并通过压缩推送到出口。

总的来说，水泵通过机械或液压力的作用，将液体从低压区域吸入并推送到高压区域。

这种工作原理使水泵广泛应用于供水、灌溉、排污和工业生产等领域。

脉冲泵工作原理
脉冲泵是一种通过压缩气体或液体来产生脉动流的装置，它在许多工业和实验应用中都有着重要的作用。

脉冲泵通常由压力腔、阀门和驱动装置组成，通过这些部件的协调工作，实现了脉冲泵的工作原理。

首先，我们来看一下脉冲泵的压力腔。

压力腔是脉冲泵中最关键的部件之一，它通常由柔性材料制成，能够承受高压力而不破裂。

当压力腔内部增加压力时，腔体会膨胀，当压力减小时，腔体会收缩。

这种腔体的膨胀和收缩就是脉冲泵产生脉动流的关键。

其次，脉冲泵的阀门也起着至关重要的作用。

阀门通常安装在压力腔的进出口处，用于控制流体的流动方向和流量。

在脉冲泵工作时，阀门会根据一定的节奏开启和关闭，从而使流体在压力腔内产生脉动流。

这种周期性的阀门控制，使脉冲泵能够产生稳定的脉动流，满足各种应用的需求。

最后，驱动装置是脉冲泵工作原理中不可或缺的一部分。

驱动装置通常由电机或气动装置组成，它能够提供足够的动力，使压力腔和阀门能够按照既定的节奏工作。

在脉冲泵的工作过程中，驱动装置能够稳定可靠地提供动力支持，保证脉冲泵能够持续、高效地工作。

综上所述，脉冲泵的工作原理是通过压力腔、阀门和驱动装置的协调工作，产生稳定的脉动流。

压力腔的膨胀和收缩、阀门的周期性控制、驱动装置的稳定动力支持，这三者共同构成了脉冲泵的工作原理。

脉冲泵以其简单、高效的特点，在化工、实验室、医疗等领域都有着广泛的应用。

利用大气压工作的水泵的原理是利用大气压将水压入水泵的入口。

离心泵的工作原理就是水泵入口的水是通过大气压的作用到水泵入口，再经过水泵叶轮的旋转，使水具有很高的压头从水泵的出口压出去。

所以水泵的入口必须留有一定的气蚀余量，以防止水泵汽化。

虹吸原理（Syphonage），是一种流体力学现象，可以不借助泵而抽吸液体。

虹吸原理利用液面高度差的作用力，将液体充满一根倒U形的管状结构（称为虹吸管）内后，将开口高的一端置于装满液体的容器中，容器内的液体会持续通过虹吸管向更低的位置流出。

虹吸的实质是因为液体压强和大气压强而产生。