Page 48 - 2021年第52卷第9期

的低频区域的相干性较小；在偏离高效区的小流量工况区域，P 与 V 的相干性主要体现在叶频。压
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力脉动 P 与楼板振动 V 的相干性和 P 与 V 的相关性类似，主要出现在 1 倍转频和 6 倍转频之间。需
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要注意的是两者虽然在 0 ~ 0.2 倍转频的相干性很高，但该段频率对应的压力脉动和振动速度幅值均
较小，而 6.8 倍转频处楼板垂向 V 与压力脉动 P 没有表现出很强的相关性。
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4
在双吸离心泵系统稳定运行时，压水室顶部 P 的叶频压力脉动远大于其他测点；在试验测试范
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围内（Q =0.36 ~ 1.21）叶频压力脉动在上游的衰减较快，在水泵进口处已基本消失；相对于 P ，下游
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P 处叶频压力脉动时衰减 93.5%。双吸离心泵系统在高效区运行时，水泵基座和楼板的振动烈度较
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弱。水泵基座垂向的振动最剧烈，且在小流量工况时（Q =0.36 ~ 0.67）出现了强烈的低频振动。双吸
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离心泵系统稳定运行时，系统内部的压力脉动与振动的相干性仍主要表现在水泵高效区的转频、叶
频以及其倍频。
4.2 启动工况
4.2.1 压力脉动特性 图 8 是随着阀门开启，叶频压力脉动系数逐渐变化的曲线。在双吸离心泵系统
启动工况中，水泵进口 P 、水泵出口 P 、出水阀后 P 的叶频压力脉动系数的平均幅值和稳态工况相
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当，且随着阀门开度增大没有明显变化，如图 8（a）所示。压水室测点 P 的叶频压力脉动系数变化明
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显，如图 8（b）所示。P 的叶频压力脉动系数值在开阀初期最大，试验中最高达到 0.28。在阀门开度
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a=0 ~ 40%范围内，随着阀门开度逐渐增大，P 的叶频压力脉动系数值快速下降，称这一范围为压力
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脉动下降阶段；在阀门开度 a=40 ~ 100%范围内，P 的叶频压力脉动系数值趋于平稳，称这一范围为
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压力脉动平稳阶段，在这一阶段内的 P 的叶频压力脉动系数平均值为 0.015。
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叶频压力脉动系数 C p 叶频压力脉动系数 C p

阀门开度 a/% 阀门开度 a/%
（a） P 1、P 3、P 4的叶频压力脉动系数曲线 （b） P 2的叶频压力脉动系数曲线
图 8 阀门启动过程中的叶频压力脉动变化曲线

4.2.2 振动特性 图 9 为水泵基座三个方向振动速度的频域分析图。基座径向 V 的主要频率成分比
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较复杂。在压力脉动下降阶段，V 的主要频率成分是集中在 2 倍转频和 9 倍转频附近的两个宽带
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频，幅值随着阀门开度的增大逐渐下降；当阀门开度 a 达到 40%，也就是在压力脉动平稳阶段内，
2 倍转频附近的振动速度基本消失，只剩下 6 倍转频到 9 倍转频的宽带频振动。基座垂向 V 的主要
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频率是叶频的宽带频。在压力脉动下降阶段，基座垂向 V 的叶频附近存在宽带频范围在 2 倍转频
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到 12 倍转频之间，但这个区间随着阀门开度增大而缩小，在阀门开度达到 30%之后，叶频振动速
度幅值也后逐渐减小并趋于稳定。基座轴向 V 和基座垂向 V 趋势相似，但幅值较小，V 的单频最
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pz
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大值为 0.32 mm/s，仅为基座轴向 V 单频最大值的 46.4%。
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出水管的振动将直接影响楼板振动，二者振动加速度 A 随阀门开启时的振动变化图 10 所示。启
动过程中出水管振动加速度 A 主要频率是一个宽带频，该宽带频范围在 4 倍转频和 7 倍转频之间，宽
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带频在 5.28 倍转频处取得最大幅值 0.593 mm/s ，推测该频率可能是出水管的固有频率。出水管振动
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加速度 A 的在刚开阀时幅值较小；当阀门开度达到 3.6%时，A 突增至 0.342 mm/s 。楼板振动加速度
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