【水电站教学】水轮机的汽蚀现象及安装高程

2018-03-30 10:14:02 掬水月在手弄花香满衣　点击量：评论 (0)

一、汽蚀现象汽蚀（Cavitation）：流动着的流体由于局部压力的降低产生汽泡，汽泡聚积、流动、分裂、溃灭，从而破坏过流部件的现象。（来源

一、汽蚀现象

汽蚀（Cavitation）：流动着的流体由于局部压力的降低产生汽泡，汽泡聚积、流动、分裂、溃灭，从而破坏过流部件的现象。

（来源：掬水月在手弄花香满衣）

汽蚀，也写作气蚀，也有称为空化、空蚀的。水轮机及水泵届习惯上喜欢用汽蚀，主要想表示其气体是液体汽化而成，不同于液体中溶解的气体。

1873年雷诺在理论上预言。汽蚀现象最早发现于1891年，英国高速驱逐舰“达令”号在试航中，发现螺旋桨在较短时间遭到破坏，其后在水泵和水轮机叶片中也发现类似的破坏现象。

汽蚀的危害：汽蚀破坏可使过流部件表面的光洁度降低，严重时局部被侵蚀成连片的、呈蜂窝状的孔洞，甚至变成海绵状态；气蚀破坏可导致设备使用效率降低，甚至损坏，造成的后果和影响很大。另外，在气泡溃灭时，随着产生的压力瞬时周期性的升高和水流质点彼此间的撞击以及对转轮、尾水管管壁的打击，可导致水轮机产生强烈的噪音和震动，甚至会产生共振。

气蚀的类型：根据气蚀发生的部位和发生条件的不同，水轮机的气蚀一般可分为三类。

1.叶（翼）型汽蚀：一般指发生在转轮叶片上的汽蚀，它在反击式水轮机中普遍存在。

这是一种由水轮机转轮叶型引起的、发生在叶片背面最低压力区的汽蚀，是反击式水轮机汽蚀中最主要的一种形式。水轮机的叶型汽蚀，取决于转轮叶片的几何形状和水轮机的运行工况。水流进入反击式水轮机转轮时，转轮叶片的正面与背面之间存在压力差。若以大气压力来进行比较，一般情况下，叶片正面为正压，背面为负压力。当叶片背面的负压力低于水的汽化压力时，叶型汽蚀就可能发生。通常靠近叶片出水边的背面负压最大，在此最容易发生汽蚀破坏。

2.间隙汽蚀：当水流通过水轮机某些狭小的通道或间隙时，若其局部的流速升高和压力降低到一定程度时，将产生此种汽蚀。

水轮机的间隙汽蚀，通常发生在轴流式水轮机转轮叶片外缘与转轮室间、转轮止漏迷宫环间及所有可能因间隙存在而使水流速度过高产生压力降低的部位。对于水斗式水轮机，间隙汽蚀主要发生在喷嘴内腔与针阀间等部位。

3.空腔汽蚀：反击式水轮机在偏离最优工况的部分负荷运行时，转轮出口的圆周速度分量会使水流旋转，在转轮出口处出现一条螺旋涡带，涡带中心形成很大的负压。这种涡带一般是以低于水轮机转速频率在尾水管中旋转并周期性地撞击到尾水管的边壁，造成强烈振动与噪声，尾水管进口段的边壁也可能发生汽蚀破坏，这种现象称为空腔汽蚀。