流體機(jī)械原理水力機(jī)械的空化與空蝕

流體機(jī)械原理水力機(jī)械的空化與空蝕第一頁，共二十五頁，2022年，8月28日一、空蝕

1、機(jī)理 當(dāng)?shù)蛪簠^(qū)的壓力降至當(dāng)時(shí)水溫條件下的飽和汽化壓力時(shí)，流動(dòng)的水體空化，其中的微核生長(zhǎng)成空泡乃至空穴，這些空泡和空穴在隨后的高壓區(qū)里受壓，反彈直至空泡迅速凝結(jié)而完全潰滅及由此而產(chǎn)生的一系列物理、化學(xué)過程?！?-1空化和空蝕機(jī)理

第二頁，共二十五頁，2022年，8月28日

1）初生條件 2） 3）受壓、反彈、潰滅

反彈：上千次/秒——速度快，過程極短；§4-1空化和空蝕機(jī)理

第三頁，共二十五頁，2022年，8月28日

2、分類

1） 2）§4-1空化和空蝕機(jī)理

第四頁，共二十五頁，2022年，8月28日

3、危害

低比速中比速高比速§4-1空化和空蝕機(jī)理

第五頁，共二十五頁，2022年，8月28日二、空化數(shù)（汽蝕數(shù)）

1、壓力系數(shù)（絕對(duì)壓力高出環(huán)境壓力的相對(duì)數(shù)） 1）單翼型：（） 2）葉柵：（） 與環(huán)境無關(guān)。

2、空化數(shù)（臨界壓力低于環(huán)境壓力的相對(duì)數(shù)）

環(huán)境壓力場(chǎng)特性，與翼型（柵）的流動(dòng)特性無關(guān)（大好）?！?-1空化和空蝕機(jī)理

第六頁，共二十五頁，2022年，8月28日 1）單翼型： 2）葉柵：（環(huán)境移至葉柵進(jìn)口）

3、初生空化數(shù)（臨界） 翼型（柵）本身的特性與環(huán)境無關(guān)（小好）。§4-1空化和空蝕機(jī)理

第七頁，共二十五頁，2022年，8月28日§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

一、水泵

1、汽蝕余量 ①定義 單位重量水體在水泵進(jìn)口斷面上所具有的高出當(dāng)時(shí)水溫條件下的飽和汽化壓力的富裕能量,以換算到水泵基準(zhǔn)面的米水柱高表示。 水泵基準(zhǔn)面（計(jì)算基準(zhǔn)面（安裝基準(zhǔn)面）：

第八頁，共二十五頁，2022年，8月28日

§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第九頁，共二十五頁，2022年，8月28日 ②定義式

1）必需汽蝕余量 ①定義 泵內(nèi)葉片進(jìn)口邊最低壓力點(diǎn)的壓力等于當(dāng)時(shí)水溫條件下的飽和汽化壓力時(shí)，水泵的汽蝕余量。 ②定義式（汽蝕基本方程） 物義： 斷面間的流動(dòng)損失及壓降§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十頁，共二十五頁，2022年，8月28日 2）安全汽蝕余量 ①定義 考慮了安全量的最小汽蝕余量。 ②定義式 3）有效（裝置）汽蝕余量 ①定義 吸水裝置為水泵提供的有效汽蝕余量。 ②定義式§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日

2、吸上真空度 ①定義 水泵進(jìn)口斷面上的真空度，以換算到水泵基準(zhǔn)面的米水柱高來表示。 ②定義式：

③與之間的關(guān)系 1）臨界吸上真空度 ①定義 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，與相對(duì)應(yīng)的真空度。§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日

②定義式

③非標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)

令Hs與Δh關(guān)系式中的Δh為Δhr，代如上式得： 2）允許吸上真空度 ①定義 考慮了安全量的最大吸上真空度。

②定義式§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十三頁，共二十五頁，2022年，8月28日 同理有：

3）裝置吸上真空度 ①定義 水泵進(jìn)口斷面上實(shí)在的吸上真空度。 ②定義式 標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下有：

二、水輪機(jī)

1、出口斷面（低能低壓斷面） 2、安裝基準(zhǔn)面和計(jì)算基準(zhǔn)面不統(tǒng)一§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十四頁，共二十五頁，2022年，8月28日§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十五頁，共二十五頁，2022年，8月28日

3、流向相反→水頭損失的符號(hào)相反 4、實(shí)用無量綱空化數(shù)

1）電站汽蝕系數(shù)（空化系數(shù)）

§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十六頁，共二十五頁，2022年，8月28日

2）汽蝕系數(shù)（空化系數(shù)）

3）安全汽蝕系數(shù)

5、在中不計(jì)以更偏安全?！?-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十七頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、相似律及綜合判數(shù)

1、相似律：

2、汽蝕比轉(zhuǎn)數(shù)：（比葉輪）

西方國家常用：

（比葉輪）

國際推行：（無量綱、單位制統(tǒng)一）

§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十八頁，共二十五頁，2022年，8月28日四、安裝高度 1、水輪機(jī)

1）計(jì)算吸出高度 由變形有：

考慮： ①（海平面）；

②（5℃～25℃）§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第十九頁，共二十五頁，2022年，8月28日

③每爬高900m

即： 則有實(shí)有計(jì)算式： 2）工程吸出高度 2、水泵§4-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第二十頁，共二十五頁，2022年，8月28日

3、討論 1）是工況的函數(shù)，所以在計(jì)算時(shí)，實(shí)際上有在一個(gè)控制工況的選擇問題 2） 3） 4） 5）理論上安全；實(shí)際影響因素還很多。

§4-3空化的模擬及熱力學(xué)效應(yīng)

不講?！?-2水力機(jī)械的空化參數(shù)

第二十一頁，共二十五頁，2022年，8月28日§4-4防護(hù)及改善措施

總體上是和提高效率相互矛盾的。一、降低必需汽蝕余量

1、設(shè)計(jì) 2、選型：選擇小余量和高效率一起綜合考慮。二、提高裝置汽蝕余量 1、 2、第二十二頁，共二十五頁，2022年，8月28日三、專項(xiàng)技術(shù)

1、誘導(dǎo)輪

§4-4防護(hù)及