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 > 8.7 卡门涡 > Video
下面我们来分析一下
卡门涡的现象
卡门涡是在一定条件下
实际流体绕流物体后
由于边界层分离
将使尾流区内出现不稳定的
非对称的 排列规则的
相互间旋转方向
相反的脱体旋涡
这些排列有序的涡列
即为卡门涡（街）
最早发现卡门涡
或者最典型的现象
是圆柱绕流
当雷诺数大于100时
从圆柱后部交替释放出旋涡
顺时针 逆时针
旋转的漩涡交替出现
组成一列非常明显的卡门涡
卡门涡通常出现在
非流线型物体或者
具有出流厚度的
流线型物体尾部的尾流区
在流体机械中
固定导叶 活动导叶 转轮叶片
这些部件的出口
尾流区都可能出现卡门涡
我们先来看一下
转轮叶片接下环部位出口区
出现的卡门涡
从这个图里面我们可以看到
转轮叶片出口进下环区
出现明显的卡门涡
这幅图是瑞士洛桑测得的
翼型之后的卡门涡
这两幅图里卡门涡
和圆柱绕流出现的
卡门涡不太一样
这个是立体的
它是一条一条的漩涡
应该说出来一条顺时针旋转的
再出来一条逆时针旋转的
这是非常典型的卡门涡现像
卡门涡的出现
它自然会对叶片或者翼型
会产生一个横向的流动力
卡门涡出现的时候
水流对物体产生周期性的
横向交变的作用力
每出现一个卡门涡
将产生一次激励
而且卡门涡具有一定的频率
当与水体的固有频率
一致的时候
特别是整形类似的时候
就容易形成共振
这种现象在水轮机的转轮
和固定导叶当中都容易出现
我们国家的好多个
水电站都出现了
卡门涡引起的共振现象
如果出现共振会导致
转轮的叶片和导叶的裂纹
另外 卡门涡对尾水管
内部的流动也有一定的影响
固定导叶或者活动导叶
后面出现的卡门涡
对转轮进口的流态
有明显的影响
强烈的卡门涡将较大的
影响机组的性能
和运行的稳定性
卡门涡有一个特点
根据圆柱绕流推出来的
卡门涡的脱落频率
是斯特劳哈尔数
和叶栅出口速度
以及叶栅出口厚度的关系
一般来说斯特劳哈尔数
取为0.23~0.24
从公式里可以看出
卡门涡的频率和叶栅出口流速
以及叶栅出口的厚度有关
对于水轮机的转轮来说
从上冠到下环
导叶从上到下
流体的流动速度大小不一
所以即使是在
同一个运行工况下
按照这个公式算出来的
卡门涡的频率也不完全一样
对于水轮机来说
转轮从上冠到下环
或者导叶从上到下
其内部的出口区域流动的速度
是不一样的
即使是同一个工况
卡门涡的频率也不完全一样
同时 卡门涡的频率
和出口厚度有关
对于水轮机的转轮叶片
从上冠到下环
它的出口厚度 是不一样的
所以卡门涡的频率
也肯定不一样
对转轮来说
卡门涡出现的部位
可能只是转轮出口的一小块区域
因此在工程当中
如果卡门涡引起了机组的
运行安全问题
可以通过改变运行工况
来消除卡门涡
或者通过改变导叶
或者是转轮出口的厚度
来提高卡门涡的激励频率
来避开机组的共振
-1.1 流体机械定义
--Video
-1.2 流体机械分类
--Video
-1.3 水轮机工作过程概述
--Video
-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
--Video
-1.6 流体机械工程应用
--Video
-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
--Video
-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
--Video
-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
--Video
-5.5 腐蚀基本概念
--Video
-5.6 流体机械腐蚀现象及防腐措施
--Video
-参考文献
--html
-第五讲作业--作业
-6.1 流动相似概述
--Video
-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
--Video
-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
--Video
-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
--Video
-8.2 二次流动现象
--Video
-8.3 动静干涉
--Video
-8.4 脱流
--Video
-8.5 间隙流动
--Video
-8.6 叶道涡
--Video
-8.7 卡门涡
--Video
-8.8 尾水管涡带
--Video
-8.9 泵的旋转失速
--Video
-8.10 泵的喘振
--Video
-8.11 压力波传递与叠加
--Video
-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
--Video
-9.3 水泵水轮机典型工况流动现象
--Video
-9.4 水泵水轮机调相运行工况流动现象
--Video
-9.5 双向潮汐机组复杂运行工况认识
--Video
-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
--Video
-10.2 流体机械暂态运行过程
--Video
-10.3 调节系统与调速器
--Video
-10.4 改善流体机械暂态运行性能工程措施
--Video
-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
--Video
-11.2 转轮流固耦合特性
--Video
-11.3 轴承热流固耦合特性
--Video
-11.4 轴系多场耦合特性
--Video
-参考文献
--html
-第十一讲作业--作业
-12.1 标准化概述
--Video
-12.2 流体机械行业标准
--Video
-12.3 水轮机型号
--Video
-12.4 泵型号
--Video
-12.5 风机型号
--Video
-12.6 阀门型号
--Video
-12.7 流体机械工业流程
--Video
-12.8 流体机械质量监督
--Video
-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
--Video
-13.2 压力脉动与水锤
--Video
-13.3 智能流体机械
--Video
-13.4 流体机械及工程学科知识体系与学术交流
--Video
