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KM 葉片通過頻率振動的機理分析

葉片通過頻率振動是流體機械的流道內(nèi)產(chǎn)生壓力脈動所誘發(fā)的高頻振動，其頻率是整圈葉片數(shù)與轉(zhuǎn)速頻率的乘積，即每根葉片通過流道突變或不連續(xù)處就產(chǎn)生一次壓力脈動，如果流道有多個突變或不連續(xù)處，則可能產(chǎn)生葉片通過頻率的多倍頻振動。針對葉片通過頻率的振動問題，大量研究及模擬計算，得出壓力脈動的普遍規(guī)律，據(jù)此提出流道改進、葉片形狀或安裝角度調(diào)整等措施，來降低葉片通過頻率的振動幅值。這些研究雖然有力地推動了流體機械的優(yōu)化設(shè)計，但推廣到現(xiàn)場葉片通過頻率的振動故障處理，還存在工期長、代價高、風(fēng)險大等問題。
    葉片通過頻率的振動故障主要出現(xiàn)在泵或風(fēng)機上，但更常見于泵類，這主要是由于傳送介質(zhì)的差別，風(fēng)機傳送的介質(zhì)為氣體，屬于可壓縮流體，因此作用在結(jié)構(gòu)上的壓力脈動相對較小，不易激發(fā)葉片通過頻率振動。
    現(xiàn)場出現(xiàn)葉片通過頻率的振動故障，無外乎兩方面原因：一是動剛度不足，即 設(shè)備或與其相連管道的動剛度不足，在壓力脈動作用下，出現(xiàn)振動放大效應(yīng)，甚至共振，表現(xiàn)為葉片通過頻率振動十分劇烈，這在現(xiàn)場是*為常見的；二是運行環(huán)境惡化，使得流體壓力脈動的幅度增大，激發(fā)了較大的葉片通過頻率振動?，F(xiàn)場由于運行壞境惡化，引發(fā)葉片通過頻率振動的常見故障包括：
   (1)由于流體機械與其進出管線形成一個封閉的流動空間，如果管線設(shè)計不合理，導(dǎo)致流體在管線中的壓力或速度產(chǎn)生突變，就可能激發(fā)葉片通過頻率的振動。
   (2)葉片未在設(shè)計工況下運行。由于葉輪、導(dǎo)葉等過流部件均是基于*優(yōu)工況而進行設(shè)計的，即在*優(yōu)工況下，流體離開葉輪時的切向速度分量較小，激發(fā)的壓力脈動也較?。划?dāng)設(shè)備運行偏離*優(yōu)工況時，葉輪出口的流速分布就含有一定的切向速度分量，這些切向速度分量可能會產(chǎn)生旋渦或脫流現(xiàn)象，而設(shè)備在該狀況下運行就會產(chǎn)生較大的壓力脈動，并可能誘發(fā)葉片通過頻率的振動。
   (3)設(shè)備安裝偏差或運行磨損將可能導(dǎo)致流道內(nèi)的壓力脈動劇烈，引發(fā)了葉片通過頻率振動。

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