水流噪声特性变化规律及影响因素

为了分析泄洪洞运行时是否会产生空化空蚀现象，在泄洪洞内布置了7只水听器。数据分析结果表明，水流噪声信号的高频段特性（50kHz以上）基本相似，只是背景噪声声级不同。下面仅分析水流噪声频率为160kHz时噪声声压级的变化特性。

3次过水试验过程中监测到的水流噪声特性基本相同，这里以第三次过水试验为例讨论泄洪洞运行过程中水流噪声的变化规律。

测点F-YX-01S位于溢流面下游，工作闸门开至20.8%时，高频段噪声迅速抬升，变化曲线为脉冲型，闸门开度增至73%时，噪声声级迅速降低，随后在47.3dB（均值）附近波动。根据高频段噪声曲线的变化特性和溢流面下游水流流动的特点，判断闸门开度在20.8%～73%范围内，溢流面下游出现了初生空化。在闸门开启初期，竖井内为自由流，水流流过溢流面后，在堰面下部曲率变化较大的地方脱流，形成空腔，当空腔内的压力低于气化压力时，水流产生空化。工作闸门开度大于73%后，竖井内为淹没流，测点F-YX-01S的压力较高，溢流面下游均为正压，不会出现水流空化现象。

闸门开启至1.8%时，测点F-YX-04P的噪声迅速增加，开度增至11.5%时，噪声缓慢增加，闸门开度大于80%时，该测点的噪声强度趋于稳态值。测点F-YX-05P监测到的水流噪声特性与测点F-YX-04P相同。测点F-YX-08P闸门开启至3.3%时，水流噪声迅速增加，开度为4%时，水流噪声增幅变缓，闸门开度大于79%后，该测点的噪声趋于稳定。测点F-YX-09P闸门开度为2.2%时，水流噪声迅速增加，开度至4%时，水流噪声缓慢增加，闸门开度至80%时，噪声水平与全开后相同。测点F-YX-10P闸门开至2.6%时，噪声强度迅速增加，闸门开度大于6%后，噪声强度缓慢增加。测点F-YX-11P闸门开度为2.2%时，该测点的噪声迅速增加，开度为11.7%时，噪声缓慢增加，闸门开度大于80%后，噪声强度趋于稳定。

第三次过水试验过程中，各测点高频段噪声升级增幅见表4.12。(www.xing528.com)

表4.12　第三次运行试验闸门开启过程中各测点噪声声级增幅　单位：dB

根据上述各测点高频噪声变化特性，初步判断这些测点监测到的空化噪声源自同一个空化源，即起旋室升坎附近出现的剪切型空化。各测点监测到的最大噪声声级增幅为22.8dB，表明空化强度并不十分强烈。剪切型空化发生在水流中，空化泡也在水流内溃灭，该类型的空化不会对建筑物造成不利的影响。