核主泵小流量工况压力脉动特性

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1、振动与冲击第３３卷第１７期ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫＶｏｌ．３３Ｎｏ．１７２０１４核主泵小流量工况压力脉动特性朱荣生，龙云，付强，袁寿其，王秀礼（江苏大学流体机械工程技术研究中心，江苏镇江２１２０１３）摘要：为研究小流量工况下核主泵内部压力脉动的变化规律，基于雷诺时均Ｎ－Ｓ方程和标准ｋ－ε两方程及ＳＩＭＰＬＥＣ算法，应用ＣＦＸ软件对核主泵小流量工况进行定常和非定常数值计算，得到泵内部流场和各工况监测点的压

2、力脉动，并将时域信号进行快速傅里叶变换为频域信号。结果表明：核主泵内压力脉动明显，叶频在由压力脉动诱发的振动中起主导作用，主要表现为叶轮和导叶间的动静干涉。叶轮导叶流道内的回流造成了小流量工况叶轮和导叶流道及其周向的不稳定压力脉动，回流主要存在于叶轮和导叶进出口位置，因此该区域的压力波动剧烈且周期性差。核主泵的振动，不利于核电站的安全稳定运行，通过对小流量工况的压力脉动分析，对预测核主泵在极端工况下的动态特性和推进核主泵国产化具有十分重要的意义。关键词：核主泵；压力脉动；小流量；数值模拟；时域与频域分析中图分类号：ＴＨ３１１；Ｔ

3、Ｈ３５３文献标志码：ＡＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１４．１７．０２６ＰｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｏｆａｒｅａｃｔｏｒｃｏｏｌａｎｔｐｕｍｐｕｎｄｅｒｌｏｗｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓＺＨＵＲｏｎｇｓｈｅｎｇ，ＬＯＮＧＹｕｎ，ＦＵＱｉａｎｇ，ＹＵＡＮＳｈｏｕｑｉ，ＷＡＮＧＸｉｕｌｉ（ＴｅｃｈｎｉｃａｌａｎｄＲｅｓｅａｒｃｈＣｅｎｔｅｒｏｆＦｌｕｉｄＭａｃｈｉｎｅｒｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＪｉａｎｇｓｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ２１２０１３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄ

4、ｅｒｔｏｓｔｕｄｙｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｏｆａｒｅａｃｔｏｒｃｏｏｌａｎｔｐｕｍｐｕｎｄｅｒｌｏｗｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｂａｓｅｄｏｎＲｅｙｎｏｌｄｓａｖｅｒａｇｅｄＮａｖｉｅｒＳｔｏｋｅｓｅｑｕａｔｉｏｎｓｗｉｔｈａｓｔａｎｄａｒｄｋεｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌａｎｄＳＩＭＰＬＥＣａｌｇｏｒｉｔｈｍ，ｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌｆｌｕｉｄｄｙｎａｍｉｃｓｓｏｆｔｗａｒｅＣＦＸｔｏｄｏｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｓ，ｔｈｅｆｌｏｗｆｉｅｌｄｉｎｓｉｄｅｒ

5、ｔｈｅｐｕｍｐａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｓｏｆｍｏｎｉｔｏｒｅｄｐｏｉｎｔｓｕｎｄｅｒｖａｒｉｏｕｓｗｏｒｋｉｎｇｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｗｅｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．ＦａｓｔＦｏｕｒｉｅｒＴｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ（ＦＦＴ）ｗａｓｕｓｅｄｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｔｉｍｅｄｏｍａｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｓｉｇｎａｌｓｉｎｔｏｆｒｅｑｕｅｎｃｙｄｏｍａｉｎｐｒｅｓｓｕｒｅｏｎｅｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｉｎａｒｅａｃｔｏｒｃｏｏｌａｎｔｐｕｍｐｉｓｏｂｖｉｏｕｓ；ｔｈｅｂｌ

6、ａｄｅｆｒｅｑｕｅｎｃｙｐｌａｙｓａｄｏｍｉｎａｎｔｒｏｌｅｉｎｔｈｅｖｉｂｒａｔｉｏｎｉｎｄｕｃｅｄｂｙｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎ，ｄｙｎａｍｉｃｓｔａｔｉｃｉｎｔｅｒｆｅｒｅｎｃｅｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒａｎｄｇｕｉｄｅｖａｎｅａｎｉｆｅｓｔｓｉｔｓｅｌｆ；ｔｈｅｒｅｆｌｏｗｉｎｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒｄｉｆｆｕｓｅｒｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌｌｅａｄｓｔｏｔｈｅｕｎｓｔｅａｄｙｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｓｏｆｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒｄｉｆｆｕｓｅｒｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌａｎｄｉｔｓｃｉｒｃｕｍｆ

7、ｅｒｅｎｔｉａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｕｎｄｅｒｌｏｗｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ；ｔｈｅｒｅｆｌｏｗｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｏｒｃｏｏｌａｎｔｐｕｍｐｉｎｔｅｒｎａｌｆｌｏｗｃｈａｎｎｅｌｕｎｄｅｒｌｏｗｆｌｏｗｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｅｘｉｓｔｓａｔｔｈｅｉｎｌｅｔａｎｄｏｕｔｌｅｔｏｆｔｈｅｉｍｐｅｌｌｅｒａｎｄｇｕｉｄｅｖａｎｅ，ｓｏｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｓｅｒｅｇｉｏｎｓｉｓｖｉｏｌｅｎｔａｎｄｗｅａｋｌｙｒｅｇｕｌａｒ；ｐｒｅｓｓｕｒｅｐｕｌｓａｔｉｏｎｃａｕｓｅｓｐｕｍｐｖｉｂｒａｔｉｏｎ，ｉｔｉｓ

8、ｈａｒｍｆｕｌｔｏｔｈｅｓａｆｅａｎｄｓｔａｂｌｅｏｐｅｒａｔｉｏｎｏｆａｎｕｃｌｅａｒｐｏｗｅｒｐｌａｎｔ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｂｏｖｅａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆａｒｅａｃｔｏｒｃｏｏｌａｎｔｐｕｍｐｕｎｄｅｒｔｈｅｅ