金银台电站水轮机空蚀分析

针对四川金银台电站水轮机空蚀状况进行了分析比较,找出了造成空蚀的原因及对策。     

金银台电站水轮机空蚀情况分析

本文针对四川金银台电站水轮机空蚀状况进行了分析比较,找出了造成空蚀的原因及对策。     

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。     

水力机械过流部件耐磨抗蚀涂层特点与应用

阐述了以高分子材料为主的水力机械过流部件表面耐磨抗蚀保护涂层的种类和特性，分析各种涂层的优缺点并介绍它们的使用情况，探讨解决大中型水力机械设备气蚀磨损问题的有效途径和方法。     

水轮机空蚀破坏估算法

简要介绍了使用 J.L .Cordon法如何估算水轮机空蚀破坏金属失重量 ,着重分析了该方法的特点 ,并根据我国河流水质和水轮机特点 ,对两种不同类型、运行水质差距较大的水轮机进行了验证计算。     

水轮机空化空蚀分析软件设计

本文从数据的测试与存储管理、信号数据的分析、空蚀失重量估计等方面介绍了永轮机空化空蚀软件的设计思路和方法.介绍了两种分析空化噪声的有效方法:多维空化分析和叶片通道频率分析;通过修正J.L.Gordon空蚀率估计公式,并结合工况和空化噪声的分析计算,提出了空蚀失重量估计的思路,并在软件上加以实现.     

丹江口水力发电厂水轮机空蚀研究

分析了由于机组长期在低负荷、低单位转速、低水头、大流量等不良工况运行而造成的水轮机空蚀问题,提出了针对发生空蚀的转轮叶片采取的补焊和修型方法,并对改型前后水轮机叶片空蚀情况进行了对比.     

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。     

减免空蚀掺气浓度的试验研究

本文在直流式水洞中用先进的量测仪器设备对减免空蚀的最低掺气浓度进行了系统的试验研究。通过对不同掺气浓度、不同配合比混凝土试件的空化空蚀试验,提出减免空蚀最低掺气浓度与高速水流速度的关系,给出不同掺气浓度时空化区的流态,比较了空蚀区掺气与不掺气情形的时均压力,并系统地观察了空化空蚀噪声随掺气量的变化。     

泥沙颗粒级配对高速水流空化空蚀的影响

在小型循环式水洞中试验研究了非黏性沙颗粒级配对高速水流空化空蚀的影响。首先,在循环式水洞内筒中配制8种泥沙小于某粒径不同重量百分比(P<2%、12%、33%、47%、56%、70%、86%、100%)的挟沙水样,用红外测沙仪测定了挟沙水样的含沙量。利用压力数据采集系统实时量测了泥沙小于某粒径不同重量百分比P下水洞工作段(空化区、空蚀区)的压力;其次,试验采用不同强度混凝土试件,在相同含沙量S、小于某粒径不同重量百分比P的工况下,进行历时4 h的空蚀破坏试验。试验结果表明：在含沙量S=12 kg/m³,喉部流速V=38.6 m/s条件下,空化区测点压力随小于某粒径重量百分比P的增大而降低,促进了空化的发生;空蚀区测点压力则随小于某粒径重量百分比P的增大而升高,增强了空蚀的强度;混凝土试件强度相同时,混凝土试件的空蚀量随泥沙小于某粒径重量百分比的增大而增加;保持含沙量S和小于某粒径重量百分比P不变,高强度(f_cu=17.8 MPa)混凝土试件的抗空蚀能力明显比低强度(f_cu=13.7 MPa)试件高。     

论气液两相流对稳定性及空蚀的影响

本文在定义空泡、空腔并分析它们和常压气泡区别的基础上,探讨了组成空腔的空泡所具有的快速溃灭和生成之特性会进一步放大压力脉动的可能性,论述了水力机械气液两相流中空泡、空腔的低压及可压缩性带来的影响及其差别,分析了尾水管涡带空腔的组成,以空腔能否形成合力为突破口着重探讨了涡带空腔"连续"与"散碎"的区别及原因,并提出了"压力脉动可能会增强空蚀甚至使超空化转变为对流道边壁的空蚀"这一新见解。尽管当涡带空腔大部分和尾水管边壁接触时涡带的"削波"现象表面上使测试的压力脉动幅值减小,但其给稳定性带来的危害可能更大。     

冲蚀和空蚀交互磨损及其影响因素研究

基于计算流体力学（CFD）方法,数值研究了在模拟水轮机工况下,纯空蚀与冲蚀和空蚀交互作用时,转盘表面上汽液固三相流场及特性,以及空化孔径和孔距对交互作用的影响,并在转盘式磨损装置上,进行了汽液固三相冲蚀和空蚀交互磨损试验。结果表明：数值分析得到转盘表面在纯空蚀与冲蚀和空蚀交互作用下,其压力分布、汽相分布明显不同,在冲蚀和空蚀交互作用下,空化孔附近交互磨损比纯空蚀磨损严重且靠近空化孔,磨损主要发生在有汽相体积比且压力梯度较大的区域;在交互作用下,就某一空化孔而言,磨损区域在空化孔沿转盘旋转方向的孔边成夹角展开为鱼尾形,并且随着空化孔径的增大,磨损加剧,随着孔间距的减小,空蚀部分产生叠加,磨损加剧;从转盘的磨痕区域和磨损程度分析,数值计算结果和试验结果基本相符。     

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。     

掺气减蚀机理的研究进展及讨论

本文对空蚀机理及其影响因素进行了总结,综述了掺气量对空化初生和空蚀的影响,在估算空化泡的溃灭时间、冲击波的传播速度及衰减规律、微射流的直径及其速度、微射流对同壁的冲击压强和持续时间的基础上,分析了掺气减蚀机理的研究进展及一些不足之处,水流掺气会导敛初生空化数和空化数都增加,引起水中声速变化,但这些不能合理地解释掺气减蚀的原因.边壁附近的空化泡溃灭时,与周围空气泡的偶合作用,会改变微射流的方向,降低微射流的速度,增加空泡溃灭时间,减小冲击压强,消减传递到固壁的高强冲击荷载而减免空蚀破坏.掺气减蚀的原因足固壁附近空化泡与气泡的相互作用和含气型空化的增加更为合理.     

基于HHT的水轮机空化信号研究

水轮机是水力发电机组中的关键设备,空化又是水轮机组运行过程中影响其稳定性和效率的因素之一。由于水轮机结构和运行的特殊性,空化不易被直接观测,采用水轮机空化声信号监测是研究空化的有效途径。传统的傅里叶变换和目前常用的小波变换对于窄带低频信号的分析效果明显,但两种方法很难涵盖水轮机空化宽带高频信号。本文正是在此情况下,提出了一种新的空化信号分析方法,Hilbert-Huang变换(HHT)。该方法对信号具有自适应功能,经验模态分解分解能提取具有明确物理意义的水轮机空化模式分量信号。通过对同一空化信号分别进行小波和HHT分析比较,发现HHT方法更具计算准确、精度高等优点。将基于Hilbert-Huang变换方法引入到水轮发电机组空化信号特征提取中,对水轮发电机组故障诊断系统的准确度将是一个有效的提升。     

三峡工程表孔空化问题试验研究与原型验证

针对三峡工程溢流坝表孔设计体型,通过减压模型试验研究了其空化特性.成果表明:WES曲线坝面为免空蚀体型;挑流鼻坎有弱空化发生,但空蚀的可能性不大;工作门槽有蒸汽型空化发生,其强度随工作水头增大而加大,通过对双门槽布置的优化,使其空化特性得到明显改善.原型观测的成果与模型试验成果基本一致,表孔过流面未出现明显空化,发生空蚀破坏的可能性很小.     

主冷却剂泵石墨瓦磨损原因分析

针对田湾核电机组主冷却剂泵(主泵)运行中出现的止推轴承石墨瓦块表面存在异常磨损的问题,根据水润滑轴承工作原理和磨损机理进行分析研究,发现磨损的主要原因是:1)主泵启、停过程摩擦副瓦块轴向载荷偏大;2)主泵内流体存在大量小气泡在高压作用下被压缩和凝结,使石墨瓦表面形成明显的空化腐蚀。因此,提出:1)长期投用电磁铁,可将主泵的轴向载荷由450kN降至约200kN(该方法正处于试验阶段);2)将主泵水箱封闭,采用盐水系统压力提高石墨瓦冷却回路静压力。该方案实施后主泵运行正常,未再发生因参数超标而导致的机组停机故障,有效解决了石墨瓦块表面磨损问题。     

水轮机空化系数定义及相似性探讨

本文首先讨论了空化系数的定义问题,然后从水轮机电站空化系数中压力水头、速度水头和位置水头三个不同组成部分对原模型空化相似性的影响入手,分别对初生空化系数的物理意义、空化基准面选取、压力最低点选取、压力相似的局限性等进行了探讨,指出空化基准面应选在转轮出水边压力最低点.文章指出,初生空化系数是相似准则数,临界空化系数不是相似准则数,模型压力脉动试验应在电站空化系数下进行,其空化基准面也应选在转轮出水边压力最低点.