管子武，刘德民，赵永智

（东方电机有限公司研究试验中心，四川 德阳 618000）

水泵水轮机驼峰区无叶区压力脉动特性CFD研究

管子武，刘德民，赵永智

（东方电机有限公司研究试验中心，四川 德阳 618000）

水泵水轮机无叶区的压力脉动非常重要，特别是驼峰区的压力脉动特性。本文基于三维非定常全流道计算，研究了导叶开度为20°工况下的驼峰区压力脉动特性。计算结果显示，驼峰区的压力脉动幅值非常大，达到了30%，这主要是由0.42倍的转动频率引起的，除了0.42倍转频外，驼峰区的压力脉动还有叶片通过频率及其倍频；压力脉动沿圆周方向不均匀分布，这可能与无叶区压力场的不均匀性和转轮内速度梯度在不同流道内的分布有关。

压力脉动；驼峰特性；无叶区；非定常计算；水泵水轮机

1 引言

驼峰不稳定性是水泵水轮机典型不稳定性的代表之一。在扬程-流量性能曲线上，驼峰区表现为正斜率区。这意味着，当水泵水轮机进入该区域时，一个扬程可能对应2~3个不同的流量值，水泵水轮机就可能在这2~3个工况间跳动，造成机组输入功率剧烈变化以及输水系统的剧烈震荡[1]。这种不稳定现象又体现为水体压力脉动增加，进而引起过流部件应力增加以及应力交替变化（即产生动应力），进一步引起部件疲劳损伤等危害[2]。因此，非常有必要对驼峰区的压力脉动特性进行深入的研究。

在水泵工况下，资料[3,4]和工程实践都显示，无叶区的压力脉动往往是最大的，因此最重要，而尾水管等处的压力脉动幅值较小。……