气核对空化比尺效应的影响

针对空化试验的比尺效应，主要分析气核对空化比尺效应的影响。分别对气核密度、分布规律及初始半径对空化比尺效应进行分析，得出消除由此产生的空化比尺效应应采取的措施。采用临界压力代替汽化压力定义空化数，建立初始气核大小与液体抗拉强度的关系，力图消除液体抗拉强度对空化比尺效应的影响。总结了现有空化试验资料，指出消除空化比尺效应应注意的一些问题。给实际试验提供参考，并为进一步寻求完整而准确的模拟方法提供理论依据。     

节流孔板在发电厂的应用

通过对液体汽蚀现象的分析,提出了采用节流孔板来降低发电厂汽水管道压力,从而防止流体产生汽蚀的方法。介绍了选择节流孔板的计算方法,包括节流孔板级数、压力差和孔径的计算。     

水轮机空化系数及其对水力性能的影响

水轮机空化系数对水轮机的效率、出力、空化、压力脉动、飞逸转速及轴向水推力等性能均有一定影响,有的工况影响非常大。本文首先介绍了空化系数对能量、空化性能的影响及与其有关的两个空化系数的区别,然后着重介绍了空化系数对压力脉动和飞逸转速的影响,探讨了空化系数对轴向水推力的影响及正确的试验方法。     

双背压凝汽器的水环真空泵汽蚀特性及防汽蚀措施研究

通过对双背压凝汽器配套水环真空泵汽蚀特性的分析,证明低压凝汽器对应水环真空泵易发生汽蚀、容量不足问题,使低压凝汽器压力升高。通过实例验证了双背压凝汽器真空泵易发生汽蚀且严重损害了机组的经济性。针对如何预防真空泵汽蚀问题,有效提高真空泵汽蚀余量,阐述了以降低真空泵工作液温度和提高真空泵入口压力为目标的多种优化措施,对双背压凝汽器的真空泵工作液冷却及抽气系统的设计及改造工作具有指导意义。     

多级孔板泄洪洞水流空化特性

多级孔板泄洪洞是一种利用水流强剪切混掺而实现消能的内消能工形式,而抗空化空蚀性能是影响多级孔板泄洪洞安全运行的重要指标之一。本文以小浪底1号孔板泄洪洞为例,在水力学原型观测资料的基础上系统分析了多级孔板泄洪洞的空化特性,并结合几何比尺为1:40的减压模型试验资料分析了缩尺效应对初生空化数的影响。结果表明：水流空化数对库水位的变化不敏感,而初生空化数则随着库水位的升高而增大,受此影响,库水位越高时各级孔板发生空化水流对应的闸门开度越小;缩尺效应对多级孔板泄洪洞初生空化具有显著影响,经模型试验测得的初生空化数须进行缩尺效应修正;对于多级孔板泄洪洞,其结构尺寸和水流流速是影响初生空化数的主要参数,基于此提出了减压试验初生空化数的缩尺效应修正方法,经与原型观测资料对比,误差小于2%。相关成果利于深化对多级孔板泄洪洞水力特性的认识,有助于多级孔板泄洪洞的推广应用。     

液体介质击穿机理研究进展

在参阅大量文献的基础上,给出当前液体介质击穿理论的最新进展及成果:电子理论、气泡理论、小桥理论,并且比较分析不同理论的优缺点,指出纳秒脉冲液体击穿机理研究的独特性,供该领域的研究者借鉴。     

含沙量对高速水流空蚀影响的试验研究

本文在小型循环式水洞中试验研究了含沙量对高速水流空蚀影响的机理。首先,在小型循环式水洞的水箱内筒中人工配制了低含沙量、中含沙量、高含沙量的挟沙水流,用红外测沙仪测定了挟沙水流的含沙量,用压力动态数据采集系统量测了不同含沙量时空蚀区的压力;其次,为了探究含沙量对空蚀和磨蚀的影响,制作了不同龄期、不同配合比的混凝土试件,分别在空化区和空蚀区安装混凝土试件,使混凝土试件在不同含沙量工况下进行5 h的空蚀和磨蚀试验,通过混凝土试件每小时的重量损失来表征空蚀量和磨蚀量。试验结果表明：中值粒径d50 = 1.09 mm（沙粒）,含沙量S = 0 ~ 30 kg/m3工况下,水洞空蚀区各测点的压力和空化数随含沙量的增加而升高,促进了空蚀的发生;混凝土试件配合比、龄期不变时,混凝土试件的空蚀程度随含沙量的增加而加剧,空蚀范围扩大。较高强度配合比的混凝土试件在不同含沙量时的抗空蚀能力优于较低强度配合比（的混凝土试件,且含沙量越高,其抗空蚀能力的差距越明显;随着养护时间的延长,混凝土试件在不同含沙量的抗空蚀能力也在增强;相同试验历时的混凝土试件磨蚀量远小于空蚀量,意味着含沙高速水流对混凝土试件的空蚀作用远大于泥沙的磨蚀作用。     

Criterion-parametric prediction of cavitation erosion of metal for components of the condensate-feed channel of nuclear power plant power units

The peculiarities of the cavitation effect are considered and some engineering criterion-parametric methods are proposed for estimating the possibility of manifestation and the level of intensity of the cavitation action on components of narrowing devices of circuit II of nuclear power plant (NPP) power units. Results of computational and experimental studies are presented which have shown that up to 30% of throttling devices of the condensate-feed channel of NPP power units are subject to the cavitation erosion. The possibilities of practical application of the developed methods were established for revealing the causes of wall thinning of narrowing devices in the NPP working channel and for preventing it.     

超声空化预处理对尖晶石LiMn2O4性能的影响

采用超声空化-固相合成法制备尖晶石LiMn2O4,用TG-DTA、XRD、SEM、激光粒度分析和充放电测试等研究了超声空化对材料的组成、晶体结构、表观形貌、粒度分布和电化学性能的影响.结果表明:超声空化产生的机械活化效应降低了材料的合成温度,提高了尖晶石LiMn2O4的结晶度和结构稳定性;超声空化对材料制备过程中的加速成核和控制晶核的生长是有利的,能得到较好的颗粒形貌和粒度分布;经过超声空化预处理的样品的首次放电比容量为125.34 mAh/g,20次循环后的容量仅衰减5.54%.     

间隙空化对贯流式水轮机压力脉动特性的影响

许多贯流式水电站机组振动严重、噪声大,部分电站难以正常运行.目前的贯流式水轮机稳定性研究多侧重于转速频率和涡带频率,对高倍转速频率压力脉动危害性及其成因关注较少.本文将空腔危害水力机械稳定性理论应用于灯泡贯流式水轮机间隙空化研究,采用理论分析和原、模型试验验证相结合的方法,论证分析了间隙空化和高倍转速频率压力脉动的联系...     

轴流转桨式水轮机空化程度声信号辨识研究

通过空化声信号判断水轮机中的空化程度是水轮机空化检测的方向和难题,为此进行了轴流转桨式水轮机模型转轮空化试验:选择了4个常用桨叶角度,固定桨叶角度和水头,调整尾水位改变空化状态,试验中用频率范围达1MHz的超声传感器测量空化声信号,并对转轮室空化进行录像。通过观察试验闪频录像,把空化严重程度划分为4个典型的级别,以此作为验证声信号辨识算法的判据。在分析试验数据的基础上,提出空化声信号特征矢量分类法,即把采集到的声信号按频段划分,每个频段的方差作为一维,组成空化特征矢量、通过对特征矢量的空间分类来判别轴流转桨式水轮机空化严重程度。用该方法处理所有试验数据,给出与录像观测进行比较的统计结果,表明该方法是可行和有效的。     

空化对低比转速离心泵内流声特性的影响研究

为了研究空化对低比转速离心泵内流声特性的影响,采用数值模拟和实验测量相结合的方法,研究了其在不同空化数下的压力脉动和流动噪声特性,并对典型位置处的压力脉动频域特性及声压频率响应进行了重点分析。结果表明：随着空化的发展,泵内低频及宽频脉动加剧。临界空化时,1/6倍转频成为了叶轮进口处的压力脉动主频,蜗壳区域内叶频虽仍为压力脉动主频,但1/6倍转频已成为了较为显著的次频。动静干涉作用引起的压力脉动是流动噪声的主要噪声源。空化诱导的噪声为宽频噪声,且主要集中在1000 ~ 2000 Hz高频段内。叶轮旋转偶极子声源作用下的特征频率处声压级随着空化的发展而下降;蜗壳偶极子声源作用下的特征频率处声压级随着空化的发展而增大,且叶频倍频处特征频率逐渐被淹没在其高频宽频段中。该研究可为低比转速离心泵中探究流声特性变化规律、降低因空化而加剧的振动和噪声提供必要的依据。     

Physical Aspects of Vapor-Mist Dielectrics

In earlier work it was shown that by acoustically cavitating a liquid dielectric, a dense mist (~2 x 105 droplet/cm3) of micron-size droplets could be formed which considerably increased the electrical strength of an insulating gas. The high electrical strength of these vapor-mist dielectrics results from a combination of the vapor from the droplets enhancing the gas strength and the droplets collecting electrons and ions. This latter effect helps prevent the formation of electron avalanches which precede breakdown. Within the vapor-mist dielectrics, complex mechanisms are involved, ranging from the enhanced vapor pressure at the droplet surface to surface tension effects and droplet charge which help prevent droplets from both freezing and evaporating. These aspects of vapor-mist dielectrics are examined and discussed in relation to the acoustic cavitation method used for generating the mist.     

超声波防垢和除垢技术的应用及其空化效应机理

阐述了超声波防垢和除垢方法的优缺点,根据超声波防垢和除垢设备在国内的使用现状,分析了超声波防垢、除垢的空化、活化、剪切、抑制等效应,以空泡的发生、生长、溃灭为主线揭示了超声波空化效应的机理。     

Mid—loop工况主管道液位分析

在压水堆核电站反应堆换料停堆和设备维修期间，主管道会疏水至Mid—loop（半充水）运行工况。此时液位太低将会引起余热排出泵因吸入空气而失效，而丧失余热排出事故将会导致堆芯裸露，以及随后燃料包壳的损坏，严重时甚至造成放射性裂变产物向外界环境释放。本文应用基于有限体积法的CFD软件FLUENT对Mid—loop工况进行冷态模拟，确定不出现冷却丧失的主管道低液位限值，为设计和运行提供依据。计算结果表明当反应堆冷却剂管道液位低于360mm时，就会出现吸空，造成余热排出泵失效。计算结果需进行试验验证，以应用于工程实践。     

堆焊不锈钢气蚀和气蚀磨损的研究

通过旋转圆盘式气蚀试验台和回转泥沙磨损试验装置,砰定了18—8、0Cr13Ni16Mo和0Cr16Ni5Mo堆焊金属的抗气蚀和抗气蚀磨损性能。讨论了材料的硬度和冲击韧性对气蚀和气蚀磨损的影响,概述了材料呈现的气蚀破环形状。     

空化水流与水流空化数的压强差当量表述

引用＂物态＂与＂物像＂,以及＂像＂为＂态＂的＂当量＂表述等概念,以四个数轴的图形解析方式,比较了三种空化数的压强（差）当量与压应力状态的相对关系。从水流空化状态的客观发展过程和描述各个空化状态的空化数的物理意义出发,分析了各种空化数的数值描述与空化水流状态的不对应性。指出了托马斯空化数等不宜作为水流空化的状态描述及相似性代表的本质。并间接提醒人们,以数学方程式描述客观的自然现象,首先不能超越物理学的基础边界。否则,其推导结论很难与客观的工程实际问题相互对接。     

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.     

高速水流空化区和空蚀区掺气特性的试验研究

本文用先进的量测仪器在浙江工业大学水力学实验室直流式水洞中分别对高速水流空化区、空蚀区的掺气特性进行了较为系统的试验研究.实测了空化区掺气前后压力的变化,分析了压力波形的可压缩流特征以及马赫数与压缩比的关系;实测了空蚀区不同掺气浓度的时均压力分布,分析了压力随掺气浓度的变化及背压对空蚀的影响;提出减免空蚀的最低掺气浓度与流速的关系,比较了掺气前后水流的空化数.     

水轮机空化状态声发射信号的小波包能量特征

为了充分提取水轮机空化状态下声发射信号蕴含的时频特征及其变化规律,基于混流式水轮机模型空化试验,采集了间隙空化不同阶段时典型测点的声发射信号,采用小波包分析方法提取了声发射信号的小波包能量等特征参数,分析了这些参数随水轮机空化系数变化的关系。结果表明,随着水轮机空化系数的逐渐减小,从无空化、空化初生到完全空化状态,在导叶拐臂和转轮下环底部采集到的声发射信号的小波包能量随之发生了明显的规律性变化。开始时小幅缓慢增加,在空化初生附近达到某一峰值,接着略有回落,然后在临界空化状态时急剧增加达到较之以前更大的峰值,最后急剧回落。