李远余，杨卫彬，2，郑智颖，张 韬，2，李金朋

(1.哈尔滨电机厂有限责任公司，黑龙江 哈尔滨 150040；2.水力发电设备国家重点实验室(哈尔滨大电机研究所)，黑龙江 哈尔滨 150040；3.哈尔滨工业大学能源科学与工程学院，黑龙江 哈尔滨 150001)

空化现象普遍发生在以液体为工作介质的叶片式流体机械中，也是导致水力机械水力性能下降、寿命缩短、振动噪声加剧的主要原因[1]，在个别电站会伴随裂纹等缺陷的发生，给电站带来极大的安全隐患.特别是水泵水轮发电机组兼具水头高、工况转换频繁、双向水流等特性，对机组稳定性的要求更高，无空化运行的保证更为至关重要.因此，对水泵水轮机开展空化特性分析研究，可为提升水泵水轮机整体性能和抗空化特性提供有力依据.

目前，空化特性已成为衡量大型水力机组性能的重要指标，水泵水轮机在早期应用时，就已经发现水泵工况空化性能比水轮机工况空化性能差[2].这是因为蓄能机组在水泵工况运行时，转轮低压侧压力较低，当空化系数降低到某一程度时叶片低压处气核会膨胀而后溃灭，在此过程中，气穴附近的流体会极速占据空泡位置形成高强度射流，而射流作用到固体表面时，会使其产生疲劳破坏，也就是空化现象[3-4].空化现象一般出现在非设计工况点，并且当水泵水轮机运行工况改变时，空化自身及其引起的流动状态也会发生改变，空化的发生及发展会严重影响水泵水轮机的稳定运行[5].空化初生时，机组所受影响较小，外特性不随空化系数而线性变化；……