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KM 葉片通過(guò)頻率振動(dòng)的機(jī)理分析

葉片通過(guò)頻率振動(dòng)是流體機(jī)械的流道內(nèi)產(chǎn)生壓力脈動(dòng)所誘發(fā)的高頻振動(dòng)，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(guò)流道突變或不連續(xù)處就產(chǎn)生一次壓力脈動(dòng)，如果流道有多個(gè)突變或不連續(xù)處，則可能產(chǎn)生葉片通過(guò)頻率的多倍頻振動(dòng)。針對(duì)葉片通過(guò)頻率的振動(dòng)問(wèn)題，大量研究及模擬計(jì)算，得出壓力脈動(dòng)的普遍規(guī)律，據(jù)此提出流道改進(jìn)、葉片形狀或安裝角度調(diào)整等措施，來(lái)降低葉片通過(guò)頻率的振動(dòng)幅值。這些研究雖然有力地推動(dòng)了流體機(jī)械的優(yōu)化設(shè)計(jì)，但推廣到現(xiàn)場(chǎng)葉片通過(guò)頻率的振動(dòng)故障處理，還存在工期長(zhǎng)、代價(jià)高、風(fēng)險(xiǎn)大等問(wèn)題。
葉片通過(guò)頻率的振動(dòng)故障主要出現(xiàn)在泵或風(fēng)機(jī)上，但更常見(jiàn)于泵類，這主要是由于傳送介質(zhì)的差別，風(fēng)機(jī)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(dòng)相對(duì)較小，不易激發(fā)葉片通過(guò)頻率振動(dòng)。
現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)葉片通過(guò)頻率的振動(dòng)故障，無(wú)外乎兩方面原因：一是動(dòng)剛度不足，即設(shè)備或與其相連管道的動(dòng)剛度不足，在壓力脈動(dòng)作用下，出現(xiàn)振動(dòng)放大效應(yīng)，甚至共振，表現(xiàn)為葉片通過(guò)頻率振動(dòng)十分劇烈，這在現(xiàn)場(chǎng)是*為常見(jiàn)的；二是運(yùn)行環(huán)境惡化，使得流體壓力脈動(dòng)的幅度增大，激發(fā)了較大的葉片通過(guò)頻率振動(dòng)。現(xiàn)場(chǎng)由于運(yùn)行壞境惡化，引發(fā)葉片通過(guò)頻率振動(dòng)的常見(jiàn)故障包括：
(1)由于流體機(jī)械與其進(jìn)出管線形成一個(gè)封閉的流動(dòng)空間，如果管線設(shè)計(jì)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(guò)頻率的振動(dòng)。
(2)葉片未在設(shè)計(jì)工況下運(yùn)行。由于葉輪、導(dǎo)葉等過(guò)流部件均是基于*優(yōu)工況而進(jìn)行設(shè)計(jì)的，即在*優(yōu)工況下，流體離開葉輪時(shí)的切向速度分量較小，激發(fā)的壓力脈動(dòng)也較小；當(dāng)設(shè)備運(yùn)行偏離*優(yōu)工況時(shí)，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(huì)產(chǎn)生旋渦或脫流現(xiàn)象，而設(shè)備在該狀況下運(yùn)行就會(huì)產(chǎn)生較大的壓力脈動(dòng)，并可能誘發(fā)葉片通過(guò)頻率的振動(dòng)。
(3)設(shè)備安裝偏差或運(yùn)行磨損將可能導(dǎo)致流道內(nèi)的壓力脈動(dòng)劇烈，引發(fā)了葉片通過(guò)頻率振動(dòng)。

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