当前课程知识点：流体机械基础 > 第8讲 流体机械多相多组分非定常流动 > 8.3 动静干涉 > Video
下面我们来讲动静干涉现象
动静干涉指的是旋转部件
和固定部件之间流动的相互干扰现象
我们来看这幅图
图中的rotor相当于水轮机的转轮
也就是转子 是一个旋转运动的部件
而stator就相当于流道中
所提到的活动导叶或固定导叶
是相对静止的部件 对于水轮机来说
我们一般将固定导叶数记为Zs
将转轮叶片数记为Zr
下面来分析一下动静干涉现象
我们先来认识一下叶片的通过频率
叶片的通过频率概念是
叶片数为Zr
机组的旋转频率为转速除以60
叶片通过频率就是叶片数Zr乘上n除以60
如果每个转轮叶片的进口
都存在着一个漩涡运动
那么在导叶上就能感受到
每秒Zr乘上n除上60次的
压力脉动的影响
这是叶片通过频率的理解
如果站在转轮上来看
我们来数导叶
转轮旋转一周 数到导叶数就是Zs个
如果转轮的旋转速度为600转每分
那么转轮的旋转频率为每秒十次
这个时候如果站在转轮上 来数导叶数
每秒是多少呢
就是每秒为导叶数乘上10
那么这个呢 就是导叶数的频率
为Zs乘上N除以60
来看一下水轮机中的动静干涉
在水轮机的活动导叶和转轮之间
转轮和尾水管之间
都存在动静干涉的现象
转轮旋转切割导叶出口的尾迹
这个尾迹就会影响转轮内部流动
先看下面这个图
我们看每个活动导叶出口的流动状态
每个导叶的出口处和导叶之间的流动
从图上可以看出来它有明显变化
那么对转轮来说也是
每个转轮叶片的进口处
由于水流冲击的影响
它的压力会高一些
叶片之间的压力和叶片头部的压力不太一样
从下面的这个图里面看呢
我们可以明显的感觉
导叶出口的非均匀的流动
那么转轮的进口也是一个非均匀的流动
在导叶出口和叶片进口之间
无叶区这一块位置
如果站在流动里面来分析
一方面会受到导叶出来流动不均匀的影响
第二个非常明显的
是转轮的旋转
每一个叶片的头部和叶道之间的压力变化
对它的影响
合成之后就可以看到图里压力合成的表示
这个就是转轮里动静干涉的影响
如果站在转轮上随着转轮的旋转
在这个过程里面呢
会看到 每旋转一周 会感受到
导叶数这么多次的压力变化的影响
那么每秒多少次影响呢
当然是导叶数乘上转片
如果我们站在活动导叶的出口去看
转轮旋转一周
就会感受到转轮叶片数次的压力脉动影响
在转轮的出口 也就是尾水管的进口
转轮叶片数的压力脉动影响
会传递到尾水管里面去
转轮对导叶的影响
以及转轮对尾水管的影响
都会被反射回来 影响自己的运动特性
下面来分析一下
离心泵中的动静干涉现象
它主要发生在转轮和蜗舌之间
在转轮旋转的时候
每个叶片都会受到蜗舌处
比较特殊的流动影响
同样对蜗舌这块位置
每个叶片旋转经过的时候
都会对它形成流动的干扰
对于具有导叶式扩压器的结构来说
那么和水轮机一样
叶片和导叶之间呢
也会产生非常明显的动静干涉现象
同样 动静干涉也会引起
泵内部比较大的压力脉动
甚至影响泵的安全运行
对于水头较高的混流式抽水蓄能水轮机来说
由于转轮叶片径向尺寸较长
相对来说 无叶区的压力脉动
更容易受到动静干涉的影响
也就是说如果导叶数和叶片数
具有公约数即Zcf
那么就会在流道里面
出现更低频率的压力脉动现象
我们都知道对于低频压力脉动
对整个流道的影响是比较大的
因此在流体机械的设计当中
我们会尽量避免Zs和Zr存在公约数
当然具有公约数 也不一定会引起
机组严重的水力干扰
而导致机组的强烈震动
这些激励力往往还要与
结构在水中的模态特性有关
如果激励力的频率
与转轮或者导叶
它水中的固有频率吻合了
而且整形也比较一致
会产生严重的机组震动
甚至导叶或者转轮叶片裂纹的现象
刚才讲的只是公约数的影响
导叶数和转轮叶片数的
公约数的影响
那么实际上呢导叶数
和叶片数呢还会出现
多种的组合方式
产生各种各样的水力激励
在水力机械这个行业里面
以前的很多老专家
对这个现象都进行了深入的分析
目前的很多研究人员
通过非定常流动特性的分析
能更好地理解动静干涉
引起的压力脉动特性
也希望同学们以后呢多查一些资料
对这个现象做
更深入的分析
-1.1 流体机械定义
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-1.2 流体机械分类
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-1.3 水轮机工作过程概述
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-1.4 泵与风机工作过程概述
--Video
-1.5 其他流体机械工作过程概述
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-1.6 流体机械工程应用
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-参考文献
--html
-第一讲习题--作业
-2.1 流体机械的主要性能参数
--Video
-2.2 转轮内部的典型流态
--Video
-2.3 速度三角形
--Video
-2.4 工况发生变化时速度三角形分析
--Video
-2.5 欧拉方程
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-参考文献
--html
-第二讲习题--作业
-3.1 水轮机过流部件工作原理
--Video
-3.2 泵与风机过流部件工作原理
--Video
-3.3 机组能量传递过程与效率分析
--Video
-3.4例题分析
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-参考文献
--html
-第三讲习题--作业
-4.1 空化的定义与分类
--Video
-4.2 空化余量与空化系数
--Video
-4.3 吸出高度与安装高程
--Video
-4.4 空蚀现象与类型
--Video
-4.5 空化空蚀的危害及防护
--Video
-参考文献
--html
-第四讲习题--作业
-5.1 泥沙磨损基本概念
--Video
-5.2 泥沙磨蚀基本概念
--Video
-5.3 流体机械磨损磨蚀现象
--Video
-5.4 流体机械常见抗磨措施
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-5.5 腐蚀基本概念
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-5.6 流体机械腐蚀现象及防腐措施
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-参考文献
--html
-第五讲作业--作业
-6.1 流动相似概述
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-6.2 常用相似准则数
--Video
-6.3 流体机械的相似准则分析
--Video
-6.4 流体机械单位参数与相似换算
--Video
--Video
--Video
-6.5 综合相似判别数——比转速
--Video
-6.6 相似准则的工程应用
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-参考文献
--html
-第六讲作业--作业
-7.1 特性曲线概述
--Video
-7.2 模型试验
--Video
-7.3 典型模型机组综合特性曲线
--Video
-7.4 水轮机运转特性曲线
--Video
-7.5 水轮机的选型计算
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-第七讲作业--作业
-8.1 流体机械多相多组分非定常流动概述
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-8.2 二次流动现象
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-8.3 动静干涉
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-8.4 脱流
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-8.5 间隙流动
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-8.6 叶道涡
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-8.7 卡门涡
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-8.8 尾水管涡带
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-8.9 泵的旋转失速
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-8.10 泵的喘振
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-8.11 压力波传递与叠加
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-参考文献
--html
-第八讲作业--作业
-9.1 流体机械四象限特性概述
--Video
-9.2 水泵水轮机全特性曲线
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-9.3 水泵水轮机典型工况流动现象
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-9.4 水泵水轮机调相运行工况流动现象
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-9.5 双向潮汐机组复杂运行工况认识
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-参考文献
--html
-第九讲作业--作业
-10.1 流体机械在管网系统中的工作特性
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-10.2 流体机械暂态运行过程
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-10.3 调节系统与调速器
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-10.4 改善流体机械暂态运行性能工程措施
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-参考文献
--html
-第十讲作业--作业
-11.1 流体机械多场耦合特性概述
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-11.2 转轮流固耦合特性
--Video
-11.3 轴承热流固耦合特性
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-11.4 轴系多场耦合特性
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-参考文献
--html
-第十一讲作业--作业
-12.1 标准化概述
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-12.2 流体机械行业标准
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-12.3 水轮机型号
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-12.4 泵型号
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-12.5 风机型号
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-12.6 阀门型号
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-12.7 流体机械工业流程
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-12.8 流体机械质量监督
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-参考文献
--html
-第十二讲作业--作业
-13.1 空化、通（补）气、压力脉动与安装高程
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-13.2 压力脉动与水锤
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-13.3 智能流体机械
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-13.4 流体机械及工程学科知识体系与学术交流
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