3 异常压力脉动的主要特性

3.1 频率

由尾水管同步压力脉动激发的水体共振,其主频多在3倍转速频率以下,多数在1~2倍转速频率之间。由动静干涉产生的异常压力脉动主频为叶片频率的多倍频,特殊情况下也可以是叶片频率。卡门涡引起的水体共振的主频为卡门涡频率,由自激弓状回旋引起的压力脉动的主频为机组转动部分的第一临界转速频率。

3.2 幅值

水体共振产生的异常压力脉动幅值决定于水轮机的工况参数,更确切些说是决定于与工况参数相关的振动体的阻尼。当共振水体为单一水体(如引水管路水体、无叶区环形水体)时,共振产生的压力脉动幅值最大;当共振体为尾水管水、气联合体时,共振产生的压力脉动幅值相对比较小,这是共振体中气体的吸收起缓冲作用所致;自激弓状回旋产生的异常压力脉动幅值随水轮机流量的增大而增大,也与转轮的横向摆度有关;动静干涉产生的异常压力脉动幅值同样随水轮机流量的增大而增大,也与一些几何参数(如导叶与转轮叶片之间的距离等)有关。

3.3 空化系数的影响

空化系数主要影响尾水管水、气联合体的固有频率,对尾水管水、气联合体共振的有、无和最大幅值有很大的影响。

3.4 随水头的变化

水头对异常压力脉动的影响是多方面的。最主要的影响体现在空化系数和工况参数随水头的变化上。