水轮机的空化与空蚀作者：李欣来源：《科技创新与应用》2016年第14期 同人女研究所
摘勒纳指数
要：空化与空蚀现象在水轮机中非常常见，会造成水轮机的叶片磨蚀损坏，导致水轮机的性能与经济效益下降，改善空化与空蚀现象需要制造工艺水平的提升与设计的改善，超空化水轮机的空化、空蚀大大降低，但是它的实用化仍旧有很长的路要走。 关键词：空化；空蚀；原理；种类；危害；降低空蚀的措施；超空化
闸管水轮机中存在的空化、空蚀现象会对水轮机的性能产生不利的影响，因此在设计运行时要尽可能地避免，并将空化、空蚀对水轮机的性能的不利影响降到最低。空化现象指的是水轮机流道中局部压力降至临界压力时，水中气核慢慢成长为气泡，气泡将液体中的蒸气和溶液中析出的气体包裹起来。当进入压力较低的区域时，气泡则会逐渐长大，当气泡随水流运动到压力较高的区域时，在高压的作用下会迅速凝缩溃灭。因此，空化是指气泡从集聚、流动、分裂到溃灭的这一过程。空化现象不仅发生在液体内部，也会出现在固体边界上。空蚀指的是由于空泡的溃灭所引发的过流表面金属材料的损坏。空泡在溃灭的过程中伴随着机械医疗机构病历管理规定
索爱mp5、电化、热力、化学等过程的作用。空化、空蚀会导致水轮机的性能下降，水轮机的过流部件表面会遭到损坏，甚至会使金属材料的局部发生脱落。
发生空蚀的主要原因是空泡溃灭所产生的机械作用，包括冲击波模式和射流模式两种。通过对空蚀现象的观察，我们会发现空蚀在边界上分布并不均匀，而是集中在某些位置。当第一个蚀坑形成后，在一定的条件下，它的发展速度要比其它的地方快，蚀坑越来越大、越来越深，最后将导致材料破碎而被水冲走。除此之外，也可以用热力学和电化作用来解释空蚀现象。空蚀产生的原因十分复杂，它在多重作用下发生，并且与化学腐蚀、泥沙磨损等相互促进，使得材料被进一步破坏。
水轮机按空化与空蚀发生的部位不同可以分为翼型空蚀、间隙空蚀、局部空蚀和空腔空蚀。翼型空蚀是反击式水轮机的主要空蚀类型，在叶片的不同部位都有可能会出现空蚀区，转轮型号及运行工况都会影响到空蚀区的发展。间隙空蚀指的是当水流通过狭小通道或间隙时局部流速会升高，导致压力下降而产生空蚀，间隙空蚀在转浆式水轮机中最为突出，发生区域多在转轮叶片外缘与转轮室之间以及叶片根部与转轮体之间的间隙附近。局部空化产生的主要原因是过流面上局部地方的一些不规则的凹凸引起了旋涡，漩涡中心的
压力下降到气化压力所产生的。空腔空化与上述三种空化有着明显的差异并且为反击式水轮机所特有，它通常在转轮下方的空腔区域发生。当反击式水轮机处于非设计工况下运行时，转轮出口水流在圆周方向存在着一定的速度分量，在该圆周速度分量的作用下，在转轮后会形成涡带，涡带中心有着很大的负压，这种涡带在尾水管中旋转的频率一般低于水轮机转速，并周期性地与尾水管边壁发生碰撞，造成振动和噪音。甚至会引发共振现象，导致机组或厂房发生振动并造成机组出力的严重波动，严重威胁着机组的运行安全。
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