水利课件第四章叶片式流体机械的空化与空蚀

1、本章涉及的主要内容 叶片式水力机械的空化与空蚀机理 水力机械的空化参数 空化与空蚀的防护与改善措施hsj第一节 叶片式水力机械的空化与空蚀机理（一）空化现象基本定义由于压力的变化而导致的液流内的空泡的产生、发展和溃灭过程以及由此而产生的一系列物理和化学变化，称为空化 一、空化及空蚀机理hsj空化发展过程压力降低汽化空泡形成压力升高空泡溃灭材料破坏外特性下降hsj（二）空化初生液体的抗拉强度实测最大2627 mpa理论值160325 mpa 7.4102 nm初生空泡的平衡条件2 r r2p r2pvarppva2空化核hsj（三）空蚀破坏机理任何固体材料（包括化学惰性的、非导电的、甚至高强度的

2、），在任何液体（包括海水、淡水、化学惰性液体、甚至金属性液体如汞、钠等）的一定动力条件作用下，都能引起空蚀破坏。微射流理论射流速度 100 300 m/s压力 7.05108 pa微射流直径 23 m冲抗直径 220 m冲击次数 1001000/s-cm2其他因素：hsj微射流hsj（四）空化现象的分类（按形态和产生原因）1）游动型空化2）固定型空化3）旋涡型空化4）振动型空化hsj旋涡型空化hsj泵叶轮的空化hsj二、空化数翼型的压力系数2012001121wwwppcp最低压力点20max200minmin121wwwppcp20021wppkvamin20min021picwppkhsj

3、空化开始k的意义环境参数p0，pva，w0，则k对既定的翼型，产生空化的可能性ki的意义翼型特性参数与工况有关对既定翼型的既定工况是常数p0pmin，w0，ki，对既定环境,产生空化的可能性翼型的空化性能空化性能的指标。ikk vappminhsj空化发展条件kki，不产生空化kki，开始空化（空化初生）kki，空化发展（加剧）空化的相似准则sr，k，kihsj三 空蚀破坏类型及对性能的影响（一）空化和空蚀破坏类型（按发生的部位）分类1、翼型空化和空蚀iihsj泵叶轮的翼型空蚀hsj2、间隙空化和空蚀hsj3、空腔空化和空蚀4、局部空化和空蚀水轮机空蚀量合格的评定标准hsj（二）空化与空蚀对叶

4、片式水力机械性能的影响1、机器能量特性恶化2、引起振动和噪声3、材料破坏hsj第二节 水力机械的空化参数一、有因次空化参数（一）转轮叶片上的最低压力转轮的低压侧l机器的低压侧s叶片最低压力点khsj逐步利用0、s、l、k间的伯努利方程可得guuhgwwhgczgczgpgplkkllklslksssk22)2(2222222gchgcllsl22212gwgwwllk222222gczgpessss22gwgchegpllssk222221用hs代替zk并令:最后得:hsj（二）空化余量装置的有效空化余量装置的有效空化余量 ha a是与机器外部环境（装置）有关的参数。是机器低压侧液体总能头（折

5、算到基准面）超过液体汽化压力的部分，它表示了外部环境（装置）给机器提供的避免发生空化的条件。根据伯努利方程，ha的数值可以根据下游水面的参数计算。rallvassvakhhgwgcgphegpp222221hahr基准面水力机械必需空化余量水力机械必需空化余量 hr是一个只与机器内部流动有关的参数，对于既定的机器的既定工况是常数。它表示由于液体流动而引起的叶片上最低压力点处相对于机器低压侧压力的降低，称为动压降动压降。它是水力机械内部空化性能的度量，而与机器的安装位置和液体性质无关。在一定的外界条件下，hr的值越小，pk的值越高，则发生空化的可能性就越小。 hsjnpsh（net positi

6、ve suction head）cavitation marginsvasahgphgph00ha的计算对水轮机svaaahhhh空化的发生过程ha hr 无空化ha= hr 空化初生ha u:hd j o?3葏蓇 3繼伞銨? 3覌耺缻d?b凓du鞁 ?v悏鳆鸖 卯嬺嬝擛吚憢 塒鼢 媀 ?塧x b ?6?镞p?塓 =?輧棵廤uq嬹?$嬭媇- $?痁墢?頢 s ;聈 %谶蚩魅婥? f ? ;u ?i7,嬤;雞嶂嬇槣郬杽 gz_ 摞?跌u孄?餽p嬑 jk萘秣?k贤wb#u 媜 7w兀?)鱱h秒?y? 麐z 蟏?=?傉哙?w+鶋| 渹?饓s 詐?瘙= 氙 ;鹵?y%惢_?&嬟嬸侢 ?s? v鄟?佹饟

7、 j oh?v 孁?3黷#嬘胳幥 i鳻聋茓 p$ ?荱嬞稠- j 纉 焗豒m?u馫vi)h纞潈; 矸?揿塋!魄舩?屗塗$9鑺 锂?艍)?婋q浣=鼖s顆f嬈 ?2w聟f+w?:脄汄y賰亥i?p礪?wa飞;z厬 圪?呂z?拶?騚咡譪 4#涨?鞗籽?菮=pm櫶k?卌蠑?q駜6项縠餗q鹰|u鬨滗歒?淬盭睟覙6u姮?m+/l!ol 諉:?5?磐嵸?錺潗 t?鈪醞3h袳 牒 唣?罐cb? 捓铹k 挭鑈p衈 聮嗌 蜞敏?l 孰pb潉?潕肚松衯?雎挥=?牓2d?h糖 =m 痞 ?(瘣滸?( h?棧哐锒$*?z 3蓚w 傯= %u旄 冏?塧 ?腦?u zyy h?w鹁?镁+x脲燴哠k?q 梽桃 羀徬 ? w?

8、錭x?c?e ?gei鎃+, nit噈鲃 c ?u锳 9 硄 轻儍l8踇縎; w岐?u rh ?wx鵛 8 吷y 兞 恋w 六 堲?-猴w兂.+嬼? 墎 娮 ?嗠鸊gij倭r j ?侜!?u?唻蕛? 凓 | ? 縖鸹嬔r 責 | a伾 鼐*?% 磣嬓冴 苻 高 hv霼?m | 兪 t?4撠 ? 聝 ?飌z0?t蕞筍 讧?3 髀続c?p? t 壉鄪mr +?p ; 8齚 p 蕞驱_嬝3? ?%?佝較#?u嬻芺婩 *?莀x _ ? 萄阯k詴qm? x拱曃 ?鳡?+腰 +?艃? ?u? 葭?橗?岶 %媗祆 ?呿祴?峙 % ms?叫篂?x ?$ ?f笂 斚汶弸邏s?苾铏p荫渌? 呉坡y询生蓯籀 塡塠= ?鬋 昆?sz ?|_)5隠瑾.觠0峗e ?王?謷呻 u?蓌 x0 ?艣专 ?u?v=zt望 ?v ;3蒛h8#?d?z痣w兠 兯凔?黄t ? 彄貖 ?ty?嗥 肻bu su? x墊侓?嬎茆=d彎塎 偗an? 婻 鞽咢0v箅 _溹? ?j)橆1e ? c?r? 萤g ;烹2c ?c?炩 ?婾 u蔙t宆 q ?啪)u 铿竗?莙 0 釆u $_饎囕 雒 u ?w? 鍳x ? ?)