克里斯托弗·厄尔斯·布伦南(Christopher Earls Brennen),1941年生于北爱尔兰。1967年获牛津大学博士学位,现任加州理工学院工程与应用科学系机械工程学终身教授,曾任加州理工学院机械工程学部执行官、加州理工学院学生事务部副主席等职。发表论文200多篇,尤其在空化、透平机械流动以及多相流研究领域广为人知,主要著作有Fundamentals of Multiphase Flows,Cavitation and Bubble Dynamics等。
潘中永,1973年生于山东济南。2001年获江苏理工大学博士学位,现任江苏大学流体机械工程技术研究中心副研究员。
2004年10月至2006年3月任日本科学技术振兴机构研究员并兼任日本国立大学法人三重大学生物资源学部尖端诊断系统科学研究中心外国人研究员发表论文50多篇,主要研究方向为面向计算机技术和信息技术以及传感器技术的现代液体式透平机械理论。
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8.1.1 全域流动振荡
很多已确定的振动问题都与流动的大尺度振荡有关。这种形式流动振荡的例子如下:
(1)旋转失速或旋转空化
当透平机械在接近于叶片发生失速的大冲角附近运行时就会发生旋转失速或者旋转空化。失速首先出现在几个相邻的叶片上,这种“失速区”以叶轮主轴转速的某个百分比大小的速度沿圆周方向传播,这种现象就是旋转失速,虽然旋转失速通常出现在多叶片透平机械(如压缩机)中,但在离心泵中也同样会出现。当透平机械发生空化时,同样的现象——可能会有轻微的变化——仍然会发生。这种现象称之为“伴随空化的旋转失速”。如果在1,2个叶片上发生的空化比别的叶片上大时,表面上看起来这些“区”会像旋转失速的形式一样绕转子传播,实际上这是两种不同的现象,这种现象称为“旋转空化”。
(2)喘振
当透平机械在扬程—流量曲线出现正斜率的大载荷下运行时会产生喘振。喘振是一种系统不稳定性,它与系统所有部件(水池、阀门、进口和出口管路以及透平机械)的动力学特性有关。喘振会在整个系统中引起压力和流量的振荡。当存在空化时,这种现象称为“空化喘振”,即使扬程—流量曲线是负斜率时,空化喘振也会发生(参见1.2和1.3节,这里依然用cavitation surge替代auto—oscillation,译者注)。
(3)空穴振荡
当空穴的长度接近于叶片长度时,空穴会在后缘区域溃灭,部分空化或超空化都变得不稳定。在这种情况下空穴长度会大幅度变化,从而出现强烈振荡。
(4)管路共鸣
当透平机械的某一个叶片通过频率或者其超谐波与进水管路或者出水管路的某一个声学模态频率一致时,就会发生管路共鸣。这种共鸣引起的压力振荡会造成巨大的破坏。
(5)轴向平衡共振
如果透平机械装有平衡盘(用于平衡作用在叶轮上的轴向力),并且平衡盘系统的共振频率与转速或者叶片通过频率一致时,就会发生轴向平衡共振。抿现在有一些关于这种共振现象的解释,但是还没有试验验证的记录。
(6)空化噪声
空化噪声的振幅有时候大到足以引起结构共振。
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