An Engineering Case Study on Vortex-pressure Linkage in Clearance Flow and the Induced Abnormal Vibration of a High-head Pump-turbine

سال انتشار: 1406
نوع سند: مقاله ژورنالی
زبان: انگلیسی
مشاهده: 10

فایل این مقاله در 22 صفحه با فرمت PDF قابل دریافت می باشد

استخراج به نرم افزارهای پژوهشی:

لینک ثابت به این مقاله:

شناسه ملی سند علمی:

JR_JAFM-20-1_011

تاریخ نمایه سازی: 22 آبان 1405

چکیده مقاله:

Abnormal head-cover vibration is a persistent problem in high-head pump-turbines. A hydropower station in China installed crown bosses on the runner crown to mitigate such vibration. Field tests showed that the vibration intensified after the modification. This study combines SST-DES simulations with field tests to trace the full mechanism chain from the boss geometry through vortex dynamics and pressure spectrum reconstruction to the vibration response. The ۲۶.۶-degree boss turning angle reshapes the pressure spectrum in two opposing ways. In the downstream seal and outlet regions, pressure fluctuation amplitudes are reduced, with an average vorticity attenuation of ۴۲.۳% in the labyrinth seal. In the upstream inlet and development regions, the blade-passage frequency is enhanced, the ۸۲.۹۷ Hz discrete peak is eliminated, and low-frequency broadband energy below ۵۰ Hz becomes dominant. Small-scale high-frequency vortex structures are replaced by large-scale low-frequency coherent structures. A pressure component near ۱۹۵ Hz emerges post-modification and falls within the head cover natural frequency band of ۱۹۴ to ۱۹۶ Hz, with a ۱۴۹% amplitude increase. The dominant vibration frequency shifts from ۱۴۶ Hz to ۱۸۳ Hz. These findings indicate that the current boss configuration is not a viable mitigation strategy for the unit studied. The vortex-pressure correlations identified in this work can inform future clearance passage designs that target specific frequency bands.

کلیدواژه ها:

High-head pumped storage unit ، Upper crown boss modification ، Pressure fluctuation ، Vortex ribbon evolution ، Field test

نویسندگان

- -

School of Mechanics and Aerospace Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, ۶۱۰۰۳۱, P.R. China

- -

Dongfang Electric Machinery Company Limited, Deyang, ۶۱۸۰۰۰, P.R. China

- -

Dongfang Electric Machinery Company Limited, Deyang, ۶۱۸۰۰۰, P.R. China

- -

School of Mechanics and Aerospace Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, ۶۱۰۰۳۱, P.R. China

- -

School of Mechanics and Aerospace Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, ۶۱۰۰۳۱, P.R. China

- -

School of Mechanics and Aerospace Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu, ۶۱۰۰۳۱, P.R. China

مراجع و منابع این مقاله:

لیست زیر مراجع و منابع استفاده شده در این مقاله را نمایش می دهد. این مراجع به صورت کاملا ماشینی و بر اساس هوش مصنوعی استخراج شده اند و لذا ممکن است دارای اشکالاتی باشند که به مرور زمان دقت استخراج این محتوا افزایش می یابد. مراجعی که مقالات مربوط به آنها در سیویلیکا نمایه شده و پیدا شده اند، به خود مقاله لینک شده اند :