地脈動

脈動流速有大有小，有正有負，為了比較不同點水流脈動的強弱，常用脈動流速的均方根來表示，稱脈動強度。

壓力脈動常規(guī)壓力脈動

(1)常規(guī)壓力脈動是混流式水輪機正常運行情況下產(chǎn)生的，只要水輪機在一定的工況下運行，相應(yīng)的常規(guī)壓力脈動就必然產(chǎn)生。

(2)每個導(dǎo)葉開度區(qū)的常規(guī)壓力脈動都有其一定的特征和規(guī)律，而且所有混流式水輪機都具有基本相同的特征和變化規(guī)律。

(3)渦帶壓力脈動是常規(guī)壓力脈動中最重要的一個，它對機組穩(wěn)定運行的影響需要進行具體分析。

(4)常規(guī)壓力脈動的幅值隨工況參數(shù)的變化是漸變式的，不會發(fā)生突然的變化。

(5)水輪機中的其他壓力脈動雖然并不代表水輪機的水力穩(wěn)定性，但可能會對機組的振動穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。

壓力脈動異常壓力脈動

1、異常壓力脈動產(chǎn)生的充分條件

異常壓力脈動是水體或水、氣聯(lián)合體共振產(chǎn)生的。異常壓力脈動產(chǎn)生的充分條件是：①一定的工況條件；②尾水管水、氣聯(lián)合體的固有頻率與尾水管同步壓力脈動頻率一致。

在不同工況下，兩種頻率具有不同的組合關(guān)系；而在不同的組合關(guān)系下，就可能產(chǎn)生不同的異常壓力脈動。組合關(guān)系的產(chǎn)生和特性則間接反映水輪機特征參數(shù)選擇和轉(zhuǎn)輪水力與結(jié)構(gòu)設(shè)計的水平和取向。

2、尾水管水、氣聯(lián)合體是最重要的共振體

在水電站和水輪機中，主要的共振水體有3處：引水管路水體、轉(zhuǎn)輪與導(dǎo)葉之間無葉區(qū)環(huán)形水體和尾水管水、氣聯(lián)合體。其中，引水管路水體共振和無葉區(qū)環(huán)形水體共振不反映或不完全反映水輪機的水力穩(wěn)定性。因此，尾水管中的水、氣聯(lián)合體是水輪機中最重要的共振體。已知的高部分負荷壓力脈動、低部分負荷壓力脈動、渦帶頻率的異常壓力脈動等，都是它共振的結(jié)果。此外，在偏離最優(yōu)工況的各種水輪機工況下，還有產(chǎn)生其他尾水管水、氣聯(lián)合體其振的可能性。

3、異常壓力脈動的幅值

各種由水體共振產(chǎn)生的異常壓力脈動幅值的巨大區(qū)別，基本原因在于共振水體振動特性的差別。

單一水體共振產(chǎn)生的異常壓力脈動幅值最大，這是由于共振水體在常壓下具有不可壓縮和阻尼比較小的原因。

尾水管水、氣聯(lián)合體共振產(chǎn)生的異常壓力脈動最大幅值比單一水體小，與尾水管中氣體空腔的體積有關(guān)；體積越大，空腔的吸收緩沖作用越大，最大值越小，反之亦然。在模型水輪機中，高部分負荷壓力脈動最大相對幅值可能達到30%；渦帶頻率的尾水管水、氣聯(lián)合體共振產(chǎn)生的最大相對幅值曾經(jīng)達到40%。在原型水輪機中，其他小負荷區(qū)和大負荷區(qū)由尾水管水、氣聯(lián)合體共振產(chǎn)生的壓力脈動最大相對值很少有超過20%的。

4、異常壓力脈動的其他重要特征

共振工況區(qū)范圍比較小，共振又使壓力脈動幅值有很大的升幅，故共振區(qū)內(nèi)壓力脈動幅值表現(xiàn)為“陡起陡落”的特征，這也是它最大的外在特征。

在水輪機流道橫斷面上，異常壓力脈動都具有同步特性，這也是對機組振動的影響主要表現(xiàn)在垂直振動上的主要原因。