不同叶片包角离心泵空化振动和噪声特性

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口4倍管径处，距模型泵出口阀门的距离为2.0 m，且水听器与出口阀门问装有橡胶法兰，以消除阀门的反射影响.为了减弱管路和基础对模型泵振动和噪声测量精度的影响，在泵进出口管路上增加了橡胶管，并在泵的底座上安装弹性支脚。

图2 加速度传感器位置Fig.2 Locations of acceleration sensors3 试验结果及分析3.1 叶片包角对空化性能的影响图3为设计工况下不同叶片包角模型泵的空化性能曲线.可以看出，在设计工况下随着叶片包角的增大，模型泵的扬程逐步减小，但模型泵的必需空化余量变化复杂.这主要是由于包角的增大能够使叶轮内流体的流动更加均匀，但是包角的增大同NPsHAm(c)Fig.4样会增大水力损失，因此，当包角为 120。和 125。时，模型泵的扬程比较接近，当包角为 115。时，模型泵的空化性能最优，这说明对于离心泵的空化性能包角存在 1个最优值。

图3 不同叶片包角模型泵空化性能曲线Fig.3 Cavitation performance curves of model pumpwith diferent vane wrap angles3.2 叶片包角对振动特性的影响采用振动信号的均方根值 表征振动的平均能量，即- 广 T √ ， ( )式中： 为振动信号的测量值；N为信号数据的个数。

图4为在设计工况下，不同叶片包角模型泵各测点平均振动能量 随装置空化余量NPSHA的变化曲线。

NPsHAlm(d)图4 不同装置空化余量时各测点的振动强度Vibration intensity of monitoring points at diferent NPSHA由图4可以看出：模型泵叶片包角变化时各加速度传感器测得的振动强度随 NPSHA减小的变化规律相似，即先基本保持不变再逐渐增大，这说明初生空化之前，振动强度基本稳定，当泵内产生空化之后，随着空泡的溃灭会增大振动能量，NPSHA的进-步减嗅导致空化程度的加剧，引起更剧烈的振动。

随着叶片包角的增大，各加速度传感器测得振动强度的变化规律各不相同.在加速度传感器 .s 测点上，各包角模型泵在不同NPSHA下的振动强度相l l 差不大，在空化完全发展阶段，包角为 110。的模型泵振动强度最小，包角为 125。的模型泵振动强度最大；在加速度传感器 s：测点上，包角为 120。的模型泵振动强度最大，包角为 1 10。的模型泵振动强度最小，但各叶片包角模型泵的振动强度均在 1.0 m/s以下，小于其他 3个加速度传感器测点的振动强度。

在加速度传感器 s 测点上，当 NSPHA大于 5.0 m时，各包 角模 型泵 的振 动强 度相差 不大，随着NPSHA的进-步下降，包角为 115。的模型泵振动强度最大，包角为 110。的模型泵振动强度最小，但是此时各包角模型的振动强度均高于 1.0 m/s ；在加速度传感器 .s 测点上，随着叶片包角的增大，模型泵的振动强度增大，但在空化完全发展阶段，包角为 1 15。的模型泵振动强度最大。

3.3 叶片包角对噪声特性的影响在设计流量下，分别对模型泵 3种工况(无空化、扬程下降 1%和扬程下降 3%)的噪声特性进行研究.图5为模型泵在 3种工况下水听器测得的噪声信号功率谱图。

，7H(a1无空化工况0 500 1 0001 500 2 0002 500f/Hz(b)扬程下降1%I况flHz(c)扬程下降3%32况图5 噪声信号的功率谱图Fig.5 Power spectrum charts of noise signals由图 5可以看出：当模型泵在无空化工况下运行时，随着叶片包角的增大，轴频能量峰值均减小，而叶频能量峰值在模型泵包角为 1 10。时最大，其余包角模型泵则相差不大；当模型泵扬程下降约 1%和3%时，模型泵的轴频峰值随着叶片包角的增大变化规律相同，均呈现先增大后减小的趋势；随着模型泵内空化程度的加剧，不同叶片包角模型泵的轴频峰值均有不同程度的增大，在扬程下降约 3%时，包角为 125。的模型泵 2倍叶频能量峰值显著增大，在 1 750～2 250 Hz频段内的噪声信号受空化影响较为明显，能量峰值随空化程度的加剧先增大后减小。

4 结 论1)随着叶片包角的增大，离心泵的扬程逐渐降低.叶片包角对离心泵设计工况下空化性能的影响无明显规律，但存在最优值使泵的空化性能最佳。

2)不同包角的模型泵随着 NPSHA的减小，振动强度开始基本不变而后逐步增大.随着叶片包角的增大，各测点加速度传感器测得振动强度的变化规律各不相同，测点 S：的振动强度相对最小，振动强度均在 1.0 m/s 以下。

3)随着叶片包角的增大，模型泵在无空化状态下运行时，轴频峰值减小，叶频峰值变化复杂，空化初生和发展时，轴频峰值均呈现先增大后减小的趋势.此外，1 750～2 250 Hz频段的能量峰值随空化程度的加剧先增大后减小。