管道中沿圆弧形边界的压力分布和初生空穴数

本文分析和計算了管道中沿三种圓弧形边界的压力分布,并給出了最小压力系数:(1)由二对称圓弧組成的閘墩头部;(2)边墙的半弓形突体;(3)边墙的弓形突体.根据最小压力系数和有关空穴发生的縮尺影响方面的研究,即可估計原型的初生空穴数.为了防止水流发生塞穴,設計的过水空穴数不得小于此值.     

管道中沿圓弧形边界的压力分布和初生空穴数

許协庆在相继发表的“繞半无限閘墩流动的压力分布和初生空穴数”及“管道中圓弧形边界的压力分布和初生空穴数”二篇論著中,应用了伯克霍夫(G.Birkhoff)的数学方法,解决了閘墩头部、边墙的半弓形突体以及弓形突体的压力分布和最小压力系数的問題.根据这些結果,結合有关空穴初生的縮尺影响方面的研究,即可估計原型的初生空穴数,因此原文     

脉动压力及压力梯度对不平整突体空化初生的影响

本文对六种不平整突体在正负压力梯度状况下的初生空化数进行了试验研究和理论分析，并根据气泡动力学方程建立了脉动压力与气泡振荡半径之间的关系，讨论了脉动压力及压力梯度对不平整突体空化初生的影响，试验结果表明，同一突体在负压力梯度状况下的初生空化数高于正压力梯度状况下的初生空化数；对于非流线型突体，在负压力梯度状况下空化初生时的壁面脉动压力强度低于正压力梯度状况下的脉动压力强度，脉动压力峰值约为七至十二倍的脉动压力均方根值。     

绕半无限闸墩流动的压力分布和初生空穴数

本文分析了具有平行边墙的、头部由圆弧组成的二元半无限闸墩的绕流问题.根据沿边墙的流速和压力分布可以求出最小压力系数,再进一步估计初生空穴数.最后用气流试验的压力分布资料和水流试验的初生空穴数资料和分析结果进行了比较.     

绕流体初生空化数的概率估计

基于空泡动力学及概率统计理论,本文建议了一种预测绕流体初生空化数的方法。以惯性失稳作为气核空化的标志,定义气核离开绕流体附近拉应力区时恰好生长到失稳临界半径的流场空化数为该气核的初生空化数K_i(R_o),而绕流体初生空化数则视为大量气核初生空化数的数学期望。对不同高、长比的弓形突体给出了数值计算结果,对一特定弓形体给出了实验结果,并对影响初生空化的几个主要因素进行了分析。     

孔板泄洪洞初生空化数的估计

本文通过解析方法得到了孔板泄洪洞中最小压力系数Ｃｐｍｉｎ的表达式；给出了计及压力脉动及水中含气量影响的初生空化数的半径验关系式；对孔径与管径比为０．６９时在不同管径及流速条件下的计算结果与已有文献的实验结果进行了比较，它们吻合良好。     

不平整度控制及其空穴数的初步试验分析

本文通过减压试验认为:对于同类突体,按不同部位突体的σ＇-σ＇_d(或σ-σ_d)进行空穴发生情况的分析,较符合试验中空穴发生的现象。且以考察点处的流速和压力来估算突体的初生空穴数,用σ＇-σ＇_i来分析J.W.霍耳两种突体的试验资料,初步得到二点结论:(1)影响他试验中采用的三角形突体初生空穴数的主要参数是相对突起高度△/K,其关系为:(2)他所用的弓形突体的初生空穴数有近似于常数的特σ＇_i C_P=0.75。这与H.Л.罗扎诺夫试验及保角变换的理论分析数值相近。     

深水缓坡突体和升台的初生空化数显解式

结合高速水流来流空化数是小值的情况,对相对于水深为低,并且前坡较缓的对称突体和升高平台初生空化数σ_i,进行二维理想流分析,给出了σ_i显解式。突体和平台前坡采取余弦和余弦平方两种形式,分析包括有自由液面的明渠流和有顶盖的封闭流,共有八种组合。所给解式可据以作对此二种体形任意给定平均迎流面坡度和体高液深比的σ_i计算。根据计算结果绘了σ_i曲线图,可供实际应用,与前人所得圆弧形的σ_i进行了比较,具有一定的邻近性。取单一余弦体形求σ_i是把其它体形展开为此函数线性叠加求σ_i的基础,余弦平方形状也象正弦。     

导流洞改建为孔板泄洪洞水力学问题研究

本文对导流洞改建为孔板泄洪洞时的孔板体型与阻力系数的关系、出口水流收缩系数的计算、泄流能力的计算、雷诺数对孔板初生空化数的影响、初生空化数与体型的关系等进行较深入的研究，提出了系统的计算公式和设计方法。文中提出的消涡环不仅抑制了孔板上游的角隅漩涡，并且还收到了增加阻力系数和结构强度的效果。     

微型高速离心泵多工况内部空化特性分析

基于CFX软件和RNG k-ε湍流模型,研究了不同流量和不同进口压力条件下泵内空化流动的特性。通过Rayleigh-Plesset方程均相流动空化模型分析了叶轮内的空泡数与叶轮扭矩随空化系数变化的关系,空化的初生、主要位置和流道的静压变化特性。结果表明:空泡体积随空化系数的减小而增大,空化初生在叶片前缘及附近流道。随着进口压力的减小,诱发空化的低压区主要集中于叶片与流道的中部且压力分布不均匀。各小流量工况下,扭矩变化随着空化系数的减小而减小,在空化系数较大时,不同工况下的扭矩均会有不规则波动且各曲线变化临界点会随着流量的增加逐渐向前移动,但总体变化趋势大致相同。本文研究的微型高速泵内空化流场的特性及空化对泵稳定运行性能的影响可供设计较高运行效率的微型高速离心泵参考。     

某水库底孔几个水力参数的研究

结合某水利枢纽泄水系统的水力设计,实验研究了坝中底孔的水力特征,给出了进口段最大压力系数Cpmax,事故平板门门槽水流空化数的估计方法,建议了突扩跌坎后由于水流侧冲击边墙引起的"水翅"高度的计算方法,以及为了保证具有相互贯通的侧空腔与底空腔及良好挑流的泄槽段最小长度与相应挑流鼻坎坎顶高程的确定方法。     

非均匀进流对螺旋桨空化水动力性能的影响

以全附体SUBOFF潜艇桨盘面处标称伴流作为七叶大侧斜桨的非均匀进流,分析了对空化引起的推力和力矩崩溃性能以及叶背梢涡空化初生的影响,描述了非均匀进流条件下空化时推力和力矩的脉动特征、桨叶空化面积和空化形态随周向位置的变化,并给出了伴流中螺旋桨是否出现叶面片空化的区间划分。空化模拟时采用改进Sauer空化模型和修正SST湍流模型。梢涡空化初生依据作者提出的当σ>σi时,叶截面压力系数分布不再改变的相对准则来判定。结果表明,伴流能够有效延迟该桨叶面片空化初生,但同时会使叶背片空化初生提前且空化范围明显增加;在对应敞水效率最高的工况点,伴流使得该桨因空化引起的推力下降起始点较均匀来流时提前量大于7.1%,且叶背梢涡空化初生提前量大于6.7%;即使在空化较为严重的情况下,该桨在伴流场中的推力和力矩脉动幅值也很小;由于桨叶旋向的影响,一周内桨叶空化面积对于艇尾左右舷空间并不完全对称。研究结果可用于分析大侧斜使艇尾桨空化初始航速提高一定程度的现象。     

泄水孔斜交门槽的压力特性和空化特性

在“八五”国家科研攻关项目研究过程中，结合拉西瓦泄水孔进行了斜交门槽的压力特性和空化特性的试验研究。研究结果表明，泄水孔的门槽与流道斜交后，其压力分布具有明显的空间性质，用最小压力系数能较好地表征斜交门槽的压力特性；槽内３个壁面、槽下角隅两侧以及错距后斜坡上的最小压力均随斜交角的增加而减小；斜交门槽初生空化数随斜交角的增大而增大，这意味着斜交门槽比正交门槽更易发生空化现象。     

过流壁面不平整度控制标准的拟定

本文建议采用免空蚀空化数拟定不平整度控制标准的判据，提出了空化与控蚀分区控制和稳定蚀深的估算方法，并绘制高 同坡度三角形突体在不同流速情况下防止与减免工程免蚀的关系曲线，还给出５０ｍ／ｓ流速级时对突体高边坡加以处理的尺寸限制要求。     

梢涡的初生空化及其发生位置

梢涡的初生空化及其位置的判断是一个非常复杂的问题。这是因为人们对近梢迁移涡的结构还不甚清楚,对迁移涡导致空化的条件还缺乏足够的认识。本文根据迁移涡结构的分析,讨论了近梢的涡心半径、涡心旋度及紊流粘滞系数,从而提出了梢涡初生空化的理论分析,这一分析包括了对梢涡初生空化位置的预测。分析表明,梢涡的初生空化数σ_t与雷诺数R_e、攻角α关系密切。     

水质和空化比尺效应

本文提出了新的空化数和初生空化数的表达式,说明水体抗拉强度在空化中的作用,并且也指出,除抗拉强度外,水中气核半径及其数量也起着相当大的作用,从而可以解释在试验中即使同一个模型在不同的设备中以及不同的情况下可得差别很大的初生空化数。另外,对模型数据引伸到原型提出了一些具体建议。     

有压出流条件下突扩突跌掺气设施空腔长度研究

掺气减蚀措施可以减免高速泄水建筑物的空蚀破坏。采用突扩突跌掺气设施,会同时形成底空腔及侧空腔,获得较好的掺气减蚀效果,对建筑物底板及侧墙均起到良好的保护作用,在有压出流条件下,通过对突扩突跌掺气设施水工模型进行不同突扩宽度、跌坎高度、下游坡度、来流条件下的模型试验,初步确定了跌坎高度、突扩宽度、下游坡度对空腔长度的作用方式。结果表明,有压出流条件下,在其他条件相同时,底空腔长度与突扩宽度、跌坎高度均呈正相关关系,与下游坡度呈反相关关系;侧空腔长度与突扩宽度呈正相关关系,与跌坎高度及下游坡度均成反相关关系。最后通过量纲分析拟合出有压出流条件下,相对侧空腔长度与综合水力参数X的关系,得到在X<8时计算侧空腔长度的经验公式。     

三峡工程泄洪深孔陡槽方案试验研究

 通过对三峡工程泄洪深孔陡槽方案的流态、泄流能力、压力分布等物理量的测量，对其压力特性和空化特性进行了分析。结果表明，其泄流能力能满足设计要求，明槽段压力有显著提高，上游水位175m时的最小空化数亦达到0.28。陡槽方案对提高明槽段的压力及空化数，效果明显。     

三峡工程泄水深孔体形和水力特性研究

一、概述本文结合三峡泄水深孔的模型试验,着重研究压板坡度(S)的变化对短管泄流能力和沿程压力分布的影响。并根据深孔运用水头,在不发生空化水流的前提下,提出泄水短管压板段的优化坡度。在保持压板段起始断面高度D_3不变的情况下(即保持检修门槽后进口断面尺寸不变),改变压板坡度、抬高深孔出口断面高度D_2,使其泄流能力增大(含压板坡度变缓流量系数增加和孔口高度增大流量增加两部分),深孔孔数减少。或者缩小除出口控制断面外的     

一种测量水的抗拉强度的新方法

本文提出了一种测量水的抗拉强度的新方法,能综合反映水介质条件(温度、压力、气核含量及尺寸分布)的影响,且简单易行。根据抗拉强度的概念,定义了一个新的只与流场结构有关的初生空化数(α_c)i。文中给出了一组实测结果,并据此换算出一矩形绕流体的初生空化救σi,且与实测值吻合。本文的分析表明,将初生空化的模型实验结果换算到原型时,需要考虑两者之间水介质抗拉强度的差异,且不受缩尺影响。