排灌机械工程学报

作者：李小龙, 刘志望, 施卫东, 卢永刚, 腾海龙, 张军辉

单位：1. 江苏大学国家水泵及系统工程技术研究中心, 江苏 镇江 212013; 2. 江苏大学能源与动力工程学院, 江苏 镇江 212013; 3. 合肥华升泵阀股份有限公司, 安徽 合肥231100

关键词：泵作透平,压力脉动,内流特性,小波变换,时序效应

基金：江苏省自然科学基金资助项目(BK20210771);中国博士后科学基金资助项目(2021M701847)

为探究多级离心泵反转作透平(PAT)内部压力波的演化规律、传播特性以及其与瞬态流动结构的关系,以11级PAT为研究对象,采用k-ε湍流模型进行全流道三维非定常数值模拟,并应用小波变换分析各级关键点的压力脉动信号.结果表明:由动静干涉主导的叶频(fBPF)及其倍频是各级压力脉动的核心频谱成分;压力脉动幅值呈现显著的逐级累积增大趋势,且存在明显的相位叠加现象,特别是在第8级叶轮流道内发生的峰对峰叠加导致该处峰峰值异常增大;在同一级转轮流道,压力脉动幅值沿流动方向逐渐减小;随着压力波向后续级传递,各频率段幅值均大幅上升,低频分量增多,主频从第1级进口的fBPF演变为末级进口的2fBPF与4fBPF;压力脉动变化受动静干涉、旋涡结构及整体流动结构共同作用,BB3型结构有利于平衡轴向力,其中间级较长的导叶流道更有助于改善流场均匀性,从而在一定程度上改变了压力波逐级累积的趋势.研究结果可为掌握多级泵作透平压力波传播特性及优化其低压力脉动设计提供一定理论依据.

来源：2025年第11期

《排灌机械工程学报》期刊编辑部

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