水力机械中流动诱导的脉动和振动
内容简介
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自20世纪70年代以来，在水力发电机械领域出现了大量对流动不稳定诱导引起的工程问题的专题研究，但是，这些专题研究由于问题涉及流体力学、结构力学和水力过渡过程等学科的跨学科性而受到了阻滞。《水力机械中流动诱导的脉动和振动》一书从跨学科的角度系统深入地阐释了问题的各种不同内在物理机理及相应可能的影响，因此这是一本非常系统和跨学科性很强的工程师手册。为帮助工程师们对工程问题进行正确诊断，《水力机械中流动诱导的脉动和振动》不仅详细地阐释了各种典型的工程现象，还借助于工程实际经验和实际案例对各种不同的关键解决方法进行了对比。另外，采用当前*先进的计算流体力学分析技术手段，《水力机械中流动诱导的脉动和振动》对许多典型的工程实际案例展开了讨论，提供了由流动诱导引起的脉动和振动正常水平的量化数据，对于未来新项目，该书可以帮助项目规划者制定合理的控制指标；而对于现行的项目，《水力机械中流动诱导的脉动和振动》对采用缩小比例的模型试验来预测相关的原型性能的可能性和局限性进行了论述和阐释。对于广大从事实际工作面临工程实际问题挑战的工程师和规划者，《水力机械中流动诱导的脉动和振动》是一本跨学科、涵盖各种关键解决技术兼备现代性和实用性很强的参考文献。
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目录
符号表1 基本概念1．1 综合特性曲线、运行工况及其参数1．2 振动的幅值及其频谱1．3 管道和系统中的脉动现象1．4 水力共振1．5 水力不稳定性1．6 结构部件的评估2 漩涡流中的低频脉动现象2．1 管道中涡旋流动、涡破裂现象2．1．1 基本观测2．1．2 早期研究2．2 尾水管中的漩涡现象2．2．1 部分负荷涡带：受迫振荡（半负荷涌浪）2．2．2 极低部分负荷下的随机压力脉动2．2．3 部分负荷涡带：双涡带（孪生涡带）2．2．4 低部分负荷：自激振荡2．2．5 高部分负荷涡带：80％脉动2．2．6 螺旋涡带的不稳定性2．2．7 高负荷自激振荡（满负荷涌浪）2．2．8 满负荷涡带：受迫振荡2．2．9 系统响应2．2．10 结构影响2．2．11 混流式和其他机型中的个例2．2．11．1 浅尾水管2．2．11．2 直尾水管2．2．11．3 水泵水轮机2．2．11．4 轴流式水轮机2．2．11．5 阀门和闸门2．2．12 预测和评估2．2．13 对策2．2．13．1 尾水导流板2．2．13．2 尾水中心管或中心柱2．2．13．3 补气2．3 转轮叶道中的漩涡：叶道涡2．3．1 物理机理2．3．2 特征、预测及其诊断2．3．3 对运行范围的影响2．3．4 破坏性2．3．5 对策2．4 其他位置的漩涡破裂2．4．1 压力钢岔管中的漩涡破裂2．4．2 轴流式转轮体2．4．3 尾水导流板头部发生的涡带3 转轮和蜗壳动静干涉引起的周期性效应3．1 叶栅非稳态干涉的一般特性3．2 转频下的波动3．2．1 转轮的不平衡性3．2．2 蜗壳的不对称性3．3 反击式机组中的叶片干涉3．3．1 涉及的流动现象3．3．2 结构影响3．3．3 设计的影响及对策3．3．4 数值模拟3．4 轴流式机组3．4．1 活动导叶的尾流影响3．4．2 轴向振动的激振3．4．3 轴流式机组转轮叶片旋转对转轮室的影响3．5 冲击式水轮机中水斗的旋转影响3．5．1 物理背景3．5．2 结构效应3．5．3 对射流水柱冲击的数值模拟3．5．4 设计参数的影响3．6 蜗壳中的压力波干涉3．6．1 结构影响3．6．2 可采取的风险缓解措施4 高频涡现象4．1 冯·卡门涡街4．1．1 基本流动机理4．1．2 受涡街影响的水轮机部件4．1．3 相关的设计原则4．1．4 流动数值模拟4．2 湍流流动（流动扰动或不稳定性）4．2．1 物理背景及其性质4．2．2 运行工况和湍动水平4．2．3 过渡工况4．2．3．1 机组启动和空载4．2．3．2 快速停机和甩负荷4．2．4 流动数值模拟5 与空化相关的脉动现象5．1 空化泡和空化云的动力学5．2 易发生空化的流动情况5．3 空化破坏5．4 其他结构影响5．4．1 振动和噪声5．4．2 增加了流动的可压缩性5．4．3 压力激波5．4．4 空化诱导的不稳定性5．5 应对措施5．6 流动数值模拟6 与稳定性相关的脉动现象6．1 间隙流动效应6．1．1 基本机理6．1．2 迷宫密封失稳6．1．3 上冠／下环侧腔的影响6．2 导叶振动6．3 压力钢管的自动振荡：漏水密封的影响6．3．1 基本机理6．3．2 特征6．3．3 应对措施6．4 水泵和水泵水轮机中的不稳定性6．4．1 水泵高扬程处的不稳定性6．4．2 水泵水轮机S形特性引起的不稳定性6．4．3 数值模拟6．4．4 水泵水轮机在水轮机制动象限的旋转失速6．4．5 水泵水轮机中由滞后引起的不稳定性6．4．6 调试中应特别注意防范的事项7 模型试验、测试技术和试验结果7．1 对相似性的考虑7．2 混流式水轮机模型试验7．2．1 压力脉动7．2．2 补气压力7．2．3 对系统的研究7．3 水泵水轮机模型试验7．3．1 压力脉动7．3．2 导叶力矩7．3．3 转轮受力7．4 轴流式水轮机模型试验7．4．1 灯泡贯流式水轮机试验7．4．2 立式轴流转桨式水轮机试验7．4．3 立式轴流定桨式水轮机试验8 现场经验和工程案例8．1 混流式水轮机中高负荷受迫振荡8．2 混流式水轮机高负荷自激振荡8．3 水泵水轮机脉动和空载不稳定性8．3．1 钢管振动和高频脉动8．3．2 空载不稳定性8．3．3 中频脉动8．4 轴流定桨式水轮机中固定导叶尾部的冯·卡门涡8．4．1 固定导叶裂纹8．4．2 分析和改进措施8．4．3 后期研究8．4．3．1 固有频率8．4．3．2 对固定导叶的模态分析8．4．3．3 冯·卡门涡频率8．4．3．4 水力损失的下降8．5 立式轴流转桨式水轮机带支墩进水口中的流动8．5．1 高负荷噪声8．5．2 根本原因分析8．5．3 采取的解决方案9 工程导则9．1 规划和设计9．1．1 电站参数的影响9．1．2 机组参数的选择9．1．3 脉动和振动的保证值9．1．4 共振及其他类型的故障缺陷9．1．5 好的设计做法9．2 模型试验9．2．1 试验条件9．2．2 试验范围9．2．3 试验结果解释9．3 现场试验9．3．1 压力脉动的测量9．3．2 振动测量9．4 故障排除参考文献索引
封面
书名:水力机械中流动诱导的脉动和振动
作者:德夫勒
页数:249
定价:¥80.0
出版社:江苏大学出版社
出版日期:2015-11-01
ISBN:9787568400701
PDF电子书大小:56MB 高清扫描完整版