空蚀磨损翼型流场特性试验研究

在建立了能够模拟水力机械内部流动特征的翼型空蚀磨损试验装置后,针对翼型表面的流场流动特性进行试验研究.试验采用PIV系统对不同空化数下翼型表面不同断面流场进行大量图像采集,对无空化工况各断面计算其涡量流线及速度分布,对空化工况获取不同时刻翼型表面空穴结构.试验结果揭示了翼型表面涡量流线和速度分布以及其随空化数变化的特征,同时给出了翼型表面空穴结构周期性变化规律及原因,为开展翼型空蚀、磨损及两者联合作用提供了理论支持.     

多沙水域水轮机防水力破坏措施分析

磨蚀、空蚀是水轮机效率降低及诱发水力机组振动的主要因素之一。本文分析了水轮机水力破坏的主要原因,总结了常见的抗磨蚀、抗空蚀措施及其在水电站中的应用情况,这对进一步提高我国多泥沙河流中水电站的运行管理水平,具有重要参考意义,同时指出发展新型抗磨蚀材料、采用高新喷涂工艺是防止水轮机水力破坏的有力措施。     

铝制翼型表面磨损破坏特性研究

在文丘里装置内对铝制翼型开展磨损破坏试验研究,采用SEM观测翼型表面不同位置磨损破坏微观破坏形貌,测量翼型表面从头部到尾部宏观破坏深度.对试验工况下装置内固液两相流场进行数值模拟研究,获取翼型表面流场内液同两相速度场及固相在流场内的浓度分布等特征.依据数值模拟结果对翼型磨损破坏微观破坏模式及宏观破坏深度进行分析.     

葛洲坝水电厂水轮机转轮叶片加装抗空蚀裙边

水轮机空蚀一般分为４大类：翼形空蚀、局部空蚀、间隙空蚀、空腔空蚀。葛洲坝水电厂水轮机在设计时防止空蚀措施是：叶片采用的是耐空蚀性能良好的ＺＧ０Ｃｒ１３Ｎｉ１４Ｍｏ不锈钢；并将叶片翼型设计成光滑的流线形；在制造时努力提高制造工艺水平，增加了叶片的表面光...     

新型抗空蚀转轮优化设计——满天星电站的成功改造经验

本文从改善满天星电站转轮严重空蚀破坏出发，以转轮内部三维粘性流动分析为基础，首先分析了满天星电站原转轮（HLD46）内部的压力分布规律，分析计算显示的空蚀发生部位及其强度与转轮实际运行中的破坏情况非常吻合。在此基础上，分析了转轮主要的几何参数（叶片倾角、叶片包角及型线等）对水轮机翼型空蚀的影响，通过多方案的设计和流动分析的多次比较优化，获得改善满天星电站空蚀性能为目的的新型抗空蚀转轮。优化设计后的新型转轮压力最低部位非常靠近叶片出水边，低压区面积大大减少，并且基本上没有改变原转轮的出力性能，从而获得制造厂和满天星电站的认可。新转轮于1999年底投入运行，经过4000多小时运行后1＃转轮没有发生空蚀现象，2＃转轮仅在几个叶片发现有轻微空蚀，表明改型优化是非常成功的。     

空蚀破坏的微观过程研究

通过长期的空蚀试验和大量的扫描电子显微镜分析对空蚀试样的破坏过程进行了研究。首次成功进行了微观点跟踪观察，从微观破坏形貌的变化过程了解掌握空蚀破坏发生发展过程，揭示了气泡溃灭对金属表面的破坏方式。确定了单个气泡溃灭产生的微射流是在金属表面造成空蚀针孔的原因，而空蚀坑的形成则是疲劳裂纹萌生和扩展的结果。提出了空蚀破坏过程可解释空蚀破坏孕育期现象和宏观形貌的变化规律。     

学术及学会动态

“水工建筑及水力机械空化空蚀国际学术讨论会”(International Symposiumon Cavitation and Erosion in Hydraulic Structure and Machinery)于1992年5月26日至29日在南京召开。会议由中国水力发电工程学会、国际水力机械研究中心、国际水力学研究协会和中国自然科学基金委员会联合发起,河海大学、南京水利科学研究院和江苏省水力发电工程学会共同承办,会议共收到来自中国、日本、加拿大、德国、印度、波兰、罗马尼亚、前苏联等九个国家的论文40余篇,涉及水工建筑和水力机械空化空蚀诸多问题。其中包括:避免空化水力设计的研究,抗蚀工程措施的研究,抗蚀材料的研究和运用,空化空蚀的量测技术和仪器,空化空蚀的原型观测,空化空蚀机理,物理模型缩尺效应数学模型模拟的研究等领域。     

低弗劳德数水流辅助消能工空蚀问题研究

辅助消能工的空蚀问题是水利工程中重点关注的问题之一。本文针对水利工程中常遇到的消力墩表面空蚀破坏问题进行了试验研究,提出通过两种方法解决空蚀问题:采用消力池+不完全宽尾墩+消力墩联合消能工和圆化消力墩棱角。试验结果表明:采用联合消能工不仅能够减小底流流速、减轻水流对消力墩的冲击力,而且能够提升消力墩表面的空化数、有效提高消能率。适当圆化消力墩棱角可以降低初生空化数;还能减轻紊动、提升空化数,从而提高消力墩的抗空蚀能力。     

水轮机空蚀与磨损现象分析

用空蚀与磨损产生的基本原理为基础,阐述空蚀与磨损单独作用和相互作用对水轮机的破坏,并对空蚀与磨损破坏的预防措施进行分析论述。     

冲击式水轮机转轮空蚀与疲劳断裂

对冲击式转轮的主要失效方式－－空蚀和疲劳破坏进行研究,总结了冲击式转轮空蚀和疲劳破坏的特点原理,分析了设计、材料、工艺、检查和运行工况等因素与空蚀和疲劳破坏的关系,并提出了改进和预防措施。