B》尾水管內(nèi)渦帶的掃動(dòng)頻率相對(duì)較低，其周期與尾水管內(nèi)的壓力脈動(dòng)基本相同。

據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),水輪機(jī)尾水管的壓力脈動(dòng)頻率：

fS＝（nH／3）￣（nH／5）

城關(guān)電站機(jī)組的額定轉(zhuǎn)速為100轉(zhuǎn)／分.由些推算，尾管渦帶的脈動(dòng)頻率的范圍約是33至20次／分,明顯低于轉(zhuǎn)輪室實(shí)際聲響頻率，故可確定異常聲響并非是由于尾水管壓力脈動(dòng)引起。在理論上，城關(guān)電站水輪機(jī)的聲響與通常水輪機(jī)尾水管的壓力脈動(dòng)聲響，都起源于葉型渦列，起源機(jī)理相似，但城關(guān)電站機(jī)組的反映現(xiàn)象、造成結(jié)果方面有質(zhì)的區(qū)別。

本文認(rèn)為漿葉出水邊的渦列作用是機(jī)組的異常聲響的基本根源。這些渦列在尚未進(jìn)入尾水管形成低頻旋轉(zhuǎn)渦帶前,由于漿葉振幅突變、或渦列掃擊轉(zhuǎn)輪室邊壁時(shí)產(chǎn)生異常聲響,由此產(chǎn)生的聲響頻率是與機(jī)組轉(zhuǎn)速相同。當(dāng)轉(zhuǎn)速為88￣104轉(zhuǎn)／分時(shí)，“產(chǎn)生渦列－－－葉片激振－－－－強(qiáng)化渦列”的相互作激勵(lì)程度最強(qiáng)，聲響噪音最強(qiáng)。

從各種跡象推測，機(jī)組在額定空轉(zhuǎn)狀態(tài)時(shí)，估計(jì)四個(gè)漿葉中的一個(gè)葉片或二個(gè)葉片所產(chǎn)生的組合渦列為主導(dǎo)作用,否則聲響頻率將是機(jī)組轉(zhuǎn)速的倍數(shù)關(guān)系，僅憑聽覺難以區(qū)別。

（B）間隙渦列

根據(jù)實(shí)踐運(yùn)行表明,在葉片外緣與轉(zhuǎn)輪室之間的縫隙區(qū)域，其流態(tài)也是水輪機(jī)中最為不利的部位之一。曾對(duì)幾種間隙形狀進(jìn)行了研究。并繪出了軸流式（同貫流式）轉(zhuǎn)輪漿葉端部間隙形狀和壓力分布及流態(tài)曲線：

2、基本現(xiàn)象分析

為查找聲響原因的過程中，機(jī)組曾多次啟動(dòng)、多次流道檢查。對(duì)所謂的磨擦區(qū),即油漆剝落區(qū)的分布進(jìn)行仔細(xì)觀察，雖然每次脫落的具體位置并不完全重復(fù)，而變化不大.在分布上也有一個(gè)顯著的特點(diǎn)，集中在轉(zhuǎn)輪室的上方,在下部是小面積的星狀分布。而且所有的油漆脫落區(qū)大都在漿葉空載開度時(shí)的投影區(qū)平面內(nèi)（稍靠下游側(cè)），而在漿葉轉(zhuǎn)動(dòng)范圍以外的區(qū)域，也有局部較大的油漆剝落現(xiàn)象。

經(jīng)仔細(xì)觀察，漆膜是成斷裂狀掉落，油漆的邊界明顯，邊界基本上由相互垂直的短直線段組成,且無被削薄的跡象.此外，對(duì)油漆脫落后的金屬表面仔觀察，發(fā)現(xiàn)金屬呈現(xiàn)新鮮光澤，工廠內(nèi)的機(jī)加工刀痕清淅可辨，無任何刮擦、劑壓或微小變形現(xiàn)象。

由此判斷，脫漆現(xiàn)象主要是間隙渦列產(chǎn)生的間隙氣蝕作用，其次是葉型渦列撞擊轉(zhuǎn)輪室時(shí)將漆膜擊落。從圖二（A）中看出,水流經(jīng)漿葉間隙,在間隙后部產(chǎn)生一個(gè)負(fù)壓區(qū)，但漿葉是在連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)漿葉未掃過時(shí)的壓力又是較高的正壓，這樣使漆膜受到交變壓力的作用，致使漆膜與金屬表面脫開.尤其是在負(fù)壓的作用下將漆層拉斷吸落。另外由于葉型外緣的渦列作用，不斷掃擊轉(zhuǎn)輪室邊壁，也加速漆膜的脫落。由于漆膜的脆性,及機(jī)械加工刀痕的影響,所以脫漆邊界大都是與刀痕方向平行或垂直。

由于機(jī)組運(yùn)行時(shí)間較短，因此只是暴露出金屬表面,間隙氣蝕的破壞后果尚未顯露。至于只發(fā)生在轉(zhuǎn)輪室上部的原因，在產(chǎn)生間隙渦列的同時(shí)也產(chǎn)生間隙氣蝕，由于臥式燈泡貫流機(jī)組，因直徑較大,轉(zhuǎn)輪上部與下部的淹沒深度差別顯著，轉(zhuǎn)輪室上部的氣蝕性能較下部差得多，因此上部的間隙氣蝕破壞為烈。

3、在漿葉轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)外的轉(zhuǎn)輪室邊壁脫漆現(xiàn)象

在機(jī)組的檢查過程中，漿葉轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)外的轉(zhuǎn)輪室邊壁有星狀的掉漆現(xiàn)象。主要應(yīng)從貫流機(jī)組結(jié)構(gòu)，尤其是轉(zhuǎn)輪室形狀進(jìn)行分析。主要是轉(zhuǎn)輪室與漿葉的轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)為球形狀，漿葉與轉(zhuǎn)輪室間隙產(chǎn)生渦列，隨水流后移，部份渦列直接撞到轉(zhuǎn)輪室的后部，從而產(chǎn)生落漆現(xiàn)象。漿葉出水邊外緣產(chǎn)生的渦列出于同樣原因，也會(huì)造成漿葉轉(zhuǎn)動(dòng)區(qū)外的轉(zhuǎn)輪室邊壁產(chǎn)生落漆現(xiàn)象。

4、氣蝕聲響與異常聲響的關(guān)系

氣蝕在形成的機(jī)理上是一種復(fù)雜的物理、化學(xué)現(xiàn)象，同時(shí)與水的汽化壓力和水中空氣含量、水的表面張力等因素有關(guān)。嚴(yán)重的氣蝕會(huì)破壞水輪機(jī)轉(zhuǎn)輪和尾水管等過流部件，并在尾水管內(nèi)產(chǎn)生強(qiáng)烈的周期性噪聲和振動(dòng)，使水輪機(jī)運(yùn)行不穩(wěn)定。

但從城關(guān)電站機(jī)組異常聲響的特征判別，并不是由于氣蝕所產(chǎn)生，而是不平衡脫流渦列所造成，氣蝕與異常聲響之間不存在直接的因果關(guān)系，氣蝕所造成的破壞是微觀量的破壞，氣泡破裂撞擊金屬表面是隨機(jī)性的，因此所產(chǎn)生的聲響也是無規(guī)則的。
四、異常聲響與發(fā)電機(jī)電磁埸的關(guān)系

一號(hào)機(jī)在啟動(dòng)程序試驗(yàn)過程中，發(fā)現(xiàn)一個(gè)特殊現(xiàn)象，當(dāng)發(fā)電機(jī)做短路試驗(yàn)，勵(lì)磁電流達(dá)到一定值時(shí)、或機(jī)組并網(wǎng)后，異常聲響聚然消失。這說明電磁埸對(duì)機(jī)組的異常聲響有著直接的關(guān)系。

水輪發(fā)電機(jī)組根據(jù)物理性能可分為四個(gè)系統(tǒng)：

1,水流系統(tǒng)2,機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)系統(tǒng)（彈性振動(dòng)系統(tǒng)）3,機(jī)械固定系統(tǒng)4，電磁系統(tǒng)

機(jī)組的轉(zhuǎn)動(dòng)部分,包括轉(zhuǎn)子、主軸、轉(zhuǎn)輪、漿葉等。由于其相對(duì)剛度較低，在實(shí)際上是一個(gè)彈性振動(dòng)系統(tǒng)。

由于水流所激發(fā)的機(jī)組的各種機(jī)械性振動(dòng)（或異常聲響），其特點(diǎn)是振動(dòng)體的一部分或全部位于流體中，因而它不是一個(gè)孤立的機(jī)械系統(tǒng)。也就是說,在產(chǎn)生振動(dòng)過程中，流體與振動(dòng)體以及電磁埸之間存在相互作用,相互影響。因此，只有將（水體—彈性振動(dòng)系統(tǒng)—電磁）三者作為關(guān)連系統(tǒng)來研究，才能反映問題的本質(zhì)，才能解釋機(jī)組加上勵(lì)磁電流后異常聲響消失的原因。

在理論上以及實(shí)際運(yùn)行中，以下情況可造成電氣方面的機(jī)組振動(dòng)：

1）周期性磁拉力分量；

2）轉(zhuǎn)子與定子之間有不均勻的氣隙引起的作用力；

3）轉(zhuǎn)子短路時(shí)引起的作用力；

4）發(fā)電機(jī)在不對(duì)稱負(fù)荷下運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的力；

但對(duì)于城關(guān)電站機(jī)組而言，電氣方面的因素并非造成機(jī)組的振動(dòng)，而是以上第1）及2）條因素，對(duì)水輪機(jī)彈性系統(tǒng)和水流系統(tǒng)的振動(dòng)頻率產(chǎn)生干擾作用.改變了在84￣108轉(zhuǎn)速下，漿葉的激振頻率，從而改變了異常聲響的形成條件。

五、異常聲響主導(dǎo)因素小結(jié)

通過以上分析，城關(guān)電站機(jī)組的異常聲響的主導(dǎo)成因可歸納為：

1）由于水輪機(jī)的導(dǎo)葉和漿葉處于小開度時(shí)，水輪機(jī)運(yùn)行工況點(diǎn)遠(yuǎn)離設(shè)計(jì)工況點(diǎn)，漿葉出口處產(chǎn)生葉型渦列，渦列與彈性漿葉相互激勵(lì)，并使?jié){葉達(dá)到較大的振幅值，一旦邊界條件改變或外部因素的干擾，導(dǎo)致振幅突變，從而發(fā)出聲響。