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抽水蓄能电站同时具备储能和发电的功能,可将多余电量转化为更高价值的电能,因此被广泛建设利用。随着风能、太阳能等可再生能源并入电网,抽水蓄能机组各工况之间的转换更加频繁,这就要求水泵水轮机具有更好的运行稳定性。旋转失速是影响旋转机械稳定运行的重要因素之一,旋转失速会引发机组振动,严重时会引起机组共振,给机组安全运行带来重大隐患。因此对水泵水轮机的旋转失速特性研究具有极高的工程价值,对水泵水轮机在旋转失速条件下的压力脉动时频特性的研究,更能全面的分析出旋转失速的产生机理与传播规律。本文以某抽水蓄能电站水泵水轮机机组为研究对象,开展了旋转失速条件下流道内的流动特征以及压力脉动特性研究,对活动导叶流道内涡的结构及演变规律进行了详细分析。主要结论如下:(1)通过研究发现,在0.2~0.76倍试验最优工况流量范围内,导叶区内产生旋转失速现象;在0.2倍最优工况流量下,旋转失速现象最为剧烈,在导叶流道内分布有四个旋转失速区域;活动导叶出口分流与固定导叶出口的回流共同加剧了非失速流道内的流动分离,导致旋转失速区在固定导叶内周向转动。(2)蜗壳压力脉动沿转动方向先减小后增大,距离隔舌越近波动越明显,但在旋转失速条件下增大趋势消失;压力脉动频率主要集中在低频区域。(3)随着流量减小,叶道涡从活动导叶进口边开始逐渐产生、发展。当流量减小至一定程度时,固定导叶内出现叶道涡并以相似的规律在固定导叶内发展,流量越小演变周期越短;失速流道内叶道涡阻碍流道内水流通过,水流在固定导叶与活动导叶的间隔区域转向流入非失速流道,从而使非失速流道内流动分离加剧,并使得非失速流道内出现高速射流,引起蜗壳壁面压力增加。(4)随着流量减小,固定导叶区域压力脉动峰值增加;部分负荷工况下旋转失速现象对各部件之间相互干涉有抑制作用,活动导叶压力脉动主要受转轮影响,旋转失速使得活动导叶进口压力脉动幅值增大,但增大幅度略小。(5)旋转失速条件下,由于隔舍区域的干涉作用,转轮流道的压力脉动在一个旋转周期内出现9次规侓性波动,并且转轮流道中间由于受到失速团的影响,压力脉动出现4次周期性剧烈变化,变化周期与失速团数目有关;转轮压力面的压力脉动幅值大于吸力面。