由图4.8可知，NPSHa=1.8m时，时间总长为10个叶轮周期，此时间段内各监测点出现了10次规律的波动，监测点BS5的压力脉动主频为2fi，其他各监测点的压力脉动主频均为叶轮转频fi。与非空化工况相比，NPSHa=2.0m时，叶轮内各监测点压力脉动幅值均增大，最大值在出口处；NPSHa=1.8m时，叶轮内压力脉动最大幅值有增大也有减小，其变化最大的点分别出现在监测点BS4和BS3。......
2023-06-15
小流量工况下叶轮内压力脉动分析
【摘要】：图4.2～图4.4分别给出了非空化工况、NPSHa=1.05m和NPSHa=0.9m的条件下，叶片吸力面、流道中间及叶片压力面上5个监测点的压力脉动时域及频域图。此外，空化工况下叶轮内各监测点出现了很多频率低于叶轮转频fi的低频压力脉动成分，并且低频压力脉动幅值随有效空化余量的减小而增大。
图4.2～图4.4分别给出了非空化工况、NPSHa=1.05m和NPSHa=0.9m的条件下，叶片吸力面、流道中间及叶片压力面上5个监测点的压力脉动时域及频域图。
图4.2 非空化工况下叶轮内压力脉动时域及频域图（见彩插）
（a）叶片吸力面；（b）流道中间
图4.2 非空化工况下叶轮内压力脉动时域及频域图（续）（见彩插）
（c）叶片压力面
由图4.2可知，非空化工况时，时间总长为10个叶轮周期，此时间段内各监测点出现了10次规律的波动，各监测点的压力脉动主频均为叶轮转频fi。叶片吸力面、流道中间出口监测点BS5、BM5各频率相应压力脉动幅值都较大；叶片压力面BP4点在fi～6fi区压力脉动幅值最大，而BP5点在7fi～10fi区压力脉动幅值最大。
图4.3 NPSHa=1.05m工况下叶轮内压力脉动时域及频域图（见彩插）
（a）叶片吸力面；（b）流道中间
图4.3 NPSHa=1.05m工况下叶轮内压力脉动时域及频域图（续）（见彩插）
（c）叶片压力面
由图4.3可知，NPSHa=1.05m时，时间总长为10个叶轮周期，此时间段内各监测点出现了10次规律的波动，监测点BM4和BP3的压力脉动主频为2fi，其他各监测点的压力脉动主频均为叶轮转频fi。叶片吸力面BS4点在叶轮转频fi处和8fi～10fi区压力脉动幅值最大，而BS5点在2fi～7fi区压力脉动幅值最大；流道中间BM4点在4fi～6fi区压力脉动幅值最大，而BM5点在fi～3fi区和7fi～10fi区压力脉动幅值最大；叶片压力面BP4点在2fi、3fi和8fi处压力脉动幅值最大，而BP5在叶轮转频fi处、4fi～7fi区、9fi和10fi处压力脉动幅值最大。
图4.4 NPSHa=0.9m工况下叶轮内压力脉动时域及频域图（见彩插）
（a）叶片吸力面；（b）流道中间
图4.4 NPSHa=0.9m工况下叶轮内压力脉动时域及频域图（续）（见彩插）
（c）叶片压力面
由图4.4可知，NPSHa=0.9m时，时间总长为10个叶轮周期，此时间段内各监测点出现了10次规律的波动，监测点BS4、BM3、BM5、BP2、BP3、BP4的压力脉动主频为2fi，监测点BS5和BP5的压力脉动主频为6fi，其他各监测点的压力脉动主频均为fi。叶片吸力面BS4点在2fi、9fi和10fi处压力脉动幅值最大，而BS5点在叶轮转频fi处和3fi～8fi区压力脉动幅值最大；流道中间出口监测点BM5各频率相应压力脉动幅值都较大；叶片压力面BP4点在2fi处和7fi～10fi区压力脉动幅值最大，而BP5点在叶轮转频fi处和3fi～6fi区压力脉动幅值最大。
非空化工况和NPSHa=1.05m时，各监测点振幅基本随频率的增大逐渐减小，NPSHa=0.9m时，各监测点振幅基本随频率的增大逐渐减小—增大—减小。此外，空化工况下叶轮内各监测点出现了很多频率低于叶轮转频fi的低频压力脉动成分，并且低频压力脉动幅值随有效空化余量的减小而增大。
图4.5所示为离心泵非空化工况、NPSHa=1.05m和NPSHa=0.9m时叶片吸力面、叶轮流道中间及叶片压力面上各监测点的压力脉动最大幅值。由图可见，非空化工况时，叶片吸力面和叶轮流道中间5个监测点的压力脉动最大幅值，从叶轮进口至叶轮出口逐渐增大，最大值在叶轮出口处，而叶片压力面监测点的压力脉动最大幅值在BP4点最大。与非空化工况相比，NPSHa=1.05m时，监测点BS4和BM3的压力脉动最大幅值增大，其他监测点的脉动最大幅值均减小；NPSHa=0.9m时，叶片吸力面、叶轮流道中间和叶片压力面各监测点压力脉动最大幅值均减小。总的来说，充分空化时叶轮内压力脉动最大幅值变化最大点在叶片吸力面监测点BS4和BS1，即压力脉动最大幅值在BS4处增大至1 835.3Pa，约为非空化时的1.1倍；在叶片吸力面BS1处脉动最大幅值减小至120.7Pa，约为非空化时的1/5。BS4处压力脉动最大幅值增量最大，其主要原因是在叶片吸力面叶片长度4/5处附近，对应监测点BS4，空泡持续地表现出“断裂与回缩—增长—再断裂与回缩”的周期性剧烈变化（见图3.6）。BS1处压力脉动最大幅值减量最大，主要原因是由叶片吸力面进口处，对应监测点BS1，附着型空泡的形态和位置随时间基本无变化（见图3.7）。
图4.5 叶轮内监测点压力脉动最大幅值
（a）叶片吸力面；（b）流道中间；（c）叶片压力面
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-15
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2023-06-28
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