泄水建筑物过流壁面不平整体初生空化与空蚀研究述评

泄水建筑物过流壁面不平整体初生空化与空蚀的研究进展，本文作了扼要的综述与评论。内容包括不平整度的定义及其初生空化与空蚀的理论分析、试验研究、比尺效应和理论预测，以及尚存在的问题。文中也包括了作者在上述工作中所作的研究和相应的看法。     

水工建筑物初生空化数及其比尺效应研究进展

水工建筑物结构水力设计中通常涉及防空蚀设计,一般规定水流空化数σi<0.3的区域或者流速大于15 m/s的部位要进行防空蚀设计.水工建筑物不同部位结构,初生空化数不同,该值的分析一方面通过理论计算,另一方面则是通过减压模型试验,试验不可避免地存在比尺效应.对目前国内外初生空化数的计算公式加以总结,指出不同公式的优缺点及...     

初生空化比尺效应的讨论和验证

讨论了在常规循环水洞或在减压箱中进行模型空化试验时,关于初生空化比尺效应的不同观点.指出了在减压箱空化试验中使用的相似律存在的缺陷.为了有效研究初生空化比尺效应,规范液体的抗拉强度为零是必要的.用最新试验成果-喷嘴的初生空化特性,再次验证了经验的初生空化比尺效应.     

某水库底孔减压模型试验研究

讨论了形成初生空化数比尺效应的水动力原因及热动力原因,从Rayleigh-plesset泡动力方程出发建议了初生空化数比尺效应的修正方法,用减压模型测定了某水库底孔事故平板门槽及泄槽突扩跌坎后的模型初生空化数KiM及给出了经空化比尺效应修正后的原型初生空化数Kip。     

万家寨水电站水中含沙对空化压力的影响

对万家寨水电站含沙量对水力机械内空化压力的影响进行了研究，并利用自行研制的测量装置实测了黄河万家寨水电站含沙水样的初生空化与，临界空化压力．实测结果表明，随着含沙量的增大，初生空化与临界空化压力值均有所提高，且接近线性关系．这一成果可用于所有含沙河流上的水电站水轮机与水泵站水泵合理确定安装高程时的参考．这样做可以减少空蚀与泥沙磨损给运行带来的经济损失．     

空化现象及其模型试验预测的可靠性

预测水力机械和装置中绕流构件的空化特性，是在空化试验设备中进行模型试验的目的，然而尽管采用了谨慎的测试方法和半经验的比尺关系，试验结果的分散性仍然较大。近年来，在对空化初生的比尺效应进行大规模试验研究的过程中，试验液体的抗拉强度受到特别重视。试验清楚地表明，在未考虑水质的情况下，空化试验结果，尤其是初生空化试验的结果分散性较大，据此既不可能确定绕流物体的特征值，也不可能推导出初生空化的比尺关系。通过精确控制空化试验中试验用水的抗拉强度，可以清楚地得出普遍适用的速度、尺寸和粘性比尺影响的简单关系。     

空化机理和比尺效应综述

对空化的形成机理、液体气核存在机理、空化发生的判别指标等进行了总结回顾,综合分析了液体粘性、表面张力、气核含量和压强分布等因素对空化初生的影响,对空化试验中存在的比尺效应,介绍了相关比尺效应的经验公式及应遵循的模型比尺,指出空化机理和比尺效应的研究还有待进一步深入.     

混凝土的抗空蚀强度

本文研究了混凝土的抗空蚀强度，构造了混凝土抗空蚀强度的表达式和空蚀率的表达式。     

表面张力对铝材料空蚀的影响

在磁致伸缩仪上，研究了５种不同表面张力系数的液体中铝试件的空蚀过程。结果发现在试验范围内，虽然液体的表面张力系数有所不同，但铝试件的空蚀过程仍包括４个阶段；得出前人文献中均未得到过的、铝试件的失质率及总失质量与液体表面张力系数呈线性增长的试验结果。并用空泡生命周期随液体表面张力系数增长呈线性减小的试验研究结果对上述现象从理论上加以说明。     

高海拔地区气压环境对高速水流空化特性的影响

为定量评价高海拔地区的低气压环境对水流空化特性的影响程度,通过理论计算单气核临界压强在不同气压条件下的变化,分析单气核临界压强变化对初生空化数的影响程度,并进行不同海拔高程下水流空化数的敏感性分析。研究成果表明:低气压环境下,气核初生空化数和水流空化数均减小,但水流空化数减小的程度远远大于初生空化数减小的程度,其他条件相同的前提下,高海拔地区的高速水流空化空蚀风险增大。研究结论可为高海拔地区高速水流的空化空蚀设计和评价提供参考。     

“水工混凝土抗冲磨防空蚀技术规范”介绍

本文着重介绍制定该规范的目的、水工混凝土抗冲磨防空蚀材料选择、施工技术要求以及维护和修补。     

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。     

水轮机抗汽蚀材料及表面防护技术的应用现状及趋势

汽蚀和磨损是水轮机和其他过流部件普遍存在的主要问题。从这两个问题出发,阐述了水轮机叶轮材料及其表面防护技术的应用现状及趋势。结合材料及其表面防护技术的发展,认为高速火焰喷涂(HVOF)制备的纳米金属陶瓷复合涂层可望有效地解决水轮机的汽蚀和磨损问题。     

CAVITATION BEHAVIOR OF A NACA16-012 HYDROFOIL

Numerical and experimental study is carried to investigate the cavitation behav-ior in the turbulent flow around a NACA16-012 hydrofoil.The Navier-Stokes Equations forcompressible fluid are adopted to simulate the overall motion and dynamical characteristics of thecavity flow,while the bubble dynamics is used to calculate the motion and growth of nuclei in-side the cavity.Cavitation experiment for the hydrofoil is carried out in a water tunnel of CSS-RC,the phenomenon in the experiment is recorded and analyzed with high speed photographictechnique.     

低比转速离心泵空化性能的数值模拟

为了对低比转速离心泵空化发生时的内部气液两相流动进行分析,应用计算流体力学(CFD)软件对比转速为66的离心泵空化性能进行气液两相流场的数值研究。对不同有效空化余量时叶轮内部气泡分布的研究表明,泵在进口压力较高时就已经在叶片的进口背面产生空化初生,临界空化余量和许用空化余量时,气泡在叶片表面和流道内部均有分布,占据了部分叶轮流道,影响叶轮内部能量交换,并可能对泵造成空蚀。对该实型泵进行试验研究,验证了数值计算的精确度。     

栅格翼和雷体组合体的空泡水动力计算与分析

该文采用商用软件FLUENT计算了栅格翼在雷体上应用时的水动特性.采用气泡两相混合介质模型研究空化现象.计算结果表明,栅格翼作为一种水下航体的承力稳定面和控制面具有良好的性能.空泡的产生将降低栅格翼的升/阻比,从而降低其性能.     

龙抬头泄洪洞反弧段空化空蚀研究综述

根据国内外大量的工程实例,在前人研究的基础上,系统总结了龙抬头泄洪洞反弧段空化特性和空蚀成因,分析了反弧段掺气减蚀和抗蚀体型的现有成果.体型优化和掺气设施研究,数值试验具有花费少、适应能力强、提供的流场资料详细、便利方案选择等优点.     

水流掺气设施布置型式的研究总结与展望

泄水建筑物在高速水流的作用下常发生空蚀破坏,通常工程中采用掺气减蚀措施来达到对水工建筑物保护的目的。为了总结不同的水流掺气布置型式在高水头大流量的泄流建筑物中的可利用性和重要性,以及各自的主要特点及优缺点,综述了不同型式的掺气措施的结构、原理和工程应用;并对在不同的水力条件下掺气设施布置型式的优化选择及掺气设施布置型式的相关研究进行了总结与展望。     

水轮发电机组汽蚀在线监测的应用

汽蚀是水轮机运行中最为常见的故障之一,严重时会直接危及机组的安全运行.因此,对水电机组汽蚀进行在线监测十分必要.文中介绍了水轮发电机组汽蚀在线监测的原理和实现方法,提出了具体的汽蚀在线监测系统结构设计方案.系统的主要原理是:通过在水轮发电机组指定位置上安装的传感器,采集伴随汽蚀产生的一些特殊信号,再通过适当的算法辨别处理,将这些信号中与汽蚀有关的信息提取出来,分析出其与汽蚀程度的对应关系,从而通过监测这些信息达到监测汽蚀情况的目的,为水电厂开展状态检修进行了有益的探索.     

针状突体空化结构的高速摄影观察

应用高速摄影技术在直流式水洞中对针状突体的空化结构进行了试验研究。试验流速为8～40m/s,高速摄影机拍摄速率为20000fps,曝光时间为4μs。观察了不同流速下针状突体后空化云的形态以及随流动的演变情况,及不同掺气量对空化云的影响。此外,还给出针状突体空化区包络线（自由流线）的表达式。