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KM 葉片通過頻率振動的機理分析

葉片通過頻率振動是流體機械的流道內產生壓力脈動所誘發的高頻振動，其頻率是整圈葉片數與轉速頻率的乘積，即每根葉片通過流道突變或不連續處就產生一次壓力脈動，如果流道有多個突變或不連續處，則可能產生葉片通過頻率的多倍頻振動。針對葉片通過頻率的振動問題，大量研究及模擬計算，得出壓力脈動的普遍規律，據此提出流道改進、葉片形狀或安裝角度調整等措施，來降低葉片通過頻率的振動幅值。這些研究雖然有力地推動了流體機械的優化設計，但推廣到現場葉片通過頻率的振動故障處理，還存在工期長、代價高、風險大等問題。
葉片通過頻率的振動故障主要出現在泵或風機上，但更常見于泵類，這主要是由于傳送介質的差別，風機傳送的介質為氣體，屬于可壓縮流體，因此作用在結構上的壓力脈動相對較小，不易激發葉片通過頻率振動。
現場出現葉片通過頻率的振動故障，無外乎兩方面原因：一是動剛度不足，即設備或與其相連管道的動剛度不足，在壓力脈動作用下，出現振動放大效應，甚至共振，表現為葉片通過頻率振動十分劇烈，這在現場是*為常見的；二是運行環境惡化，使得流體壓力脈動的幅度增大，激發了較大的葉片通過頻率振動。現場由于運行壞境惡化，引發葉片通過頻率振動的常見故障包括：
(1)由于流體機械與其進出管線形成一個封閉的流動空間，如果管線設計不合理，導致流體在管線中的壓力或速度產生突變，就可能激發葉片通過頻率的振動。
(2)葉片未在設計工況下運行。由于葉輪、導葉等過流部件均是基于*優工況而進行設計的，即在*優工況下，流體離開葉輪時的切向速度分量較小，激發的壓力脈動也較小；當設備運行偏離*優工況時，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產生旋渦或脫流現象，而設備在該狀況下運行就會產生較大的壓力脈動，并可能誘發葉片通過頻率的振動。
(3)設備安裝偏差或運行磨損將可能導致流道內的壓力脈動劇烈，引發了葉片通過頻率振動。

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