Kaip greitai reaguojantis atsinaujinantis energijos šaltinis, hidroenergija paprastai atlieka piko ir dažnio reguliavimo vaidmenį elektros tinkle, o tai reiškia, kad hidroelektrinės dažnai turi veikti sąlygomis, kurios nukrypsta nuo projektinių sąlygų. Išanalizavus daugybę bandymų duomenų, pastebėta, kad kai turbina veikia neprojektinėmis sąlygomis, ypač esant dalinei apkrovai, turbinos traukos vamzdyje atsiras stipri slėgio pulsacija. Žemas šios slėgio pulsacijos dažnis neigiamai paveiks stabilų turbinos veikimą ir įrenginio bei dirbtuvių saugą. Todėl traukos vamzdžio slėgio pulsacija sulaukė didelio pramonės ir akademinės bendruomenės susirūpinimo.
Nuo tada, kai 1940 m. pirmą kartą buvo pasiūlyta slėgio pulsacijos problema turbinos traukos vamzdyje, daugelis mokslininkų rūpinosi ir diskutuoja apie jos priežastis. Šiuo metu mokslininkai paprastai mano, kad dalinės apkrovos sąlygomis traukos vamzdžio slėgio pulsaciją sukelia spiralinis sūkurinis judėjimas traukos vamzdyje; dėl sūkurio slėgio pasiskirstymas traukos vamzdžio skerspjūvyje yra netolygus, o sūkurinės juostos sukimosi metu asimetrinis slėgio laukas taip pat sukasi, todėl slėgis periodiškai kinta laikui bėgant ir susidaro slėgio pulsacija. Spiralinį sūkurį sukelia sūkurinis srautas traukos vamzdžio įleidimo angoje dalinės apkrovos sąlygomis (t. y. yra tangentinė greičio dedamoji). JAV Melioracijos biuras atliko eksperimentinį sūkurio traukos vamzdyje tyrimą ir išanalizavo sūkurio formą bei elgseną esant skirtingiems sūkurio laipsniams. Rezultatai rodo, kad tik tada, kai sūkurio laipsnis pasiekia tam tikrą lygį, traukos vamzdyje atsiras spiralinė sūkurio juosta. Spiralinis sūkurys atsiranda esant dalinei apkrovai, todėl tik tada, kai santykinis turbinos veikimo srautas (Q/Qd, Qd yra projektinis taškinis srautas) yra tarp 0,5 ir 0,85, traukos vamzdyje atsiras stiprus slėgio pulsavimas. Sūkurinio diržo sukelto slėgio pulsavimo pagrindinio komponento dažnis yra santykinai mažas, atitinkantis 0,2–0,4 karto didesnį bėgelio sukimosi dažnį, ir kuo mažesnis Q/Qd, tuo didesnis slėgio pulsavimo dažnis. Be to, kai vyksta kavitacija, sūkuryje susidarę oro burbuliukai padidina sūkurio dydį ir padidina slėgio pulsavimą, taip pat keičiasi slėgio pulsavimo dažnis.
Dalinės apkrovos sąlygomis slėgio pulsacija traukos vamzdyje gali kelti didelę grėsmę stabiliam ir saugiam hidroelektrinio agregato darbui. Siekiant slopinti šią slėgio pulsaciją, buvo pasiūlyta daug idėjų ir metodų, pavyzdžiui, dvi veiksmingos priemonės yra briaunų montavimas ant traukos vamzdžio sienelės ir ventiliacija į traukos vamzdį. Nishi ir kt. naudojo eksperimentinius ir skaitmeninius metodus, kad ištirtų briaunų poveikį traukos vamzdžio slėgio pulsacijai, įskaitant skirtingų tipų briaunų poveikį, briaunų skaičiaus ir jų įrengimo padėčių įtaką. Rezultatai rodo, kad briaunų montavimas gali žymiai sumažinti sūkurio ekscentricitetą ir sumažinti slėgio pulsaciją. Dmitry ir kt. taip pat nustatė, kad briaunų montavimas gali sumažinti slėgio pulsacijos amplitudę 30–40 %. Ventiliacija nuo pagrindinio veleno centrinės angos iki traukos vamzdžio taip pat yra veiksmingas būdas slopinti slėgio pulsaciją. Sūkurio ekscentriciteto laipsnis. Be to, Nishi ir kt. taip pat bandė vėdinti traukos vamzdį per mažas skylutes peleko paviršiuje ir nustatė, kad šis metodas gali slopinti slėgio pulsaciją, o reikalingas oro kiekis yra labai mažas, kai pelekas negali veikti.
Įrašo laikas: 2022 m. rugpjūčio 9 d.
