水力机械磨蚀研究综述
2021-12-04李晓超谢威威王晓丽
人民珠江 2021年11期
李晓超,谢威威,张 浩,秦 蓉,王晓丽
(1.华北水利水电大学,河南 郑州 450045;2.中国民航大学,天津 300300;3.河南天池抽水蓄能有限公司,河南 南阳 474664)
欧拉早在1753年就预言了空化现象:当水管某处压强降至负值时,该处会形成真空,即水与管壁分离。直到19世纪末,人们在螺旋桨叶上发现空化(Cavitation)[1]现象,以及在水轮机的转轮叶片也发现了类似现象之后,空化现象才开始引起人们的注意。长期的空化作用会使过流部件表面产生破坏,这就是所谓的空蚀。对于夹带泥沙的水流,还会使过流部件的表面产生磨损。在空化空蚀和泥沙磨损(即磨蚀)的共同作用下,过流部件表面损坏的很快。这其实是水流在运动与能量转换过程中产生的一种特殊现象,就目前的理论研究和实际生产运行水平而言,这种现象无法避免,只能将其破坏程度降低。
中国的水能资源蕴藏量极其丰富,但地理分布极不均衡,且中国大多河流属于多泥沙河流,导致中国的水电站和泵站尤其是在黄河上的水电站、引黄泵站的转轮磨蚀状况比较严重。20世纪60年代,中国曾对水轮机的磨蚀状况开展过一次普查,发现磨蚀属于三级或重于三级的水轮机达到调查总数的90%以上,水轮机的磨蚀往往成为决定机组大修周期的决定性因素。随着水电开发的迅速发展和一系列大中型水电站、跨流域重大水利工程中泵站的开发建设,其运行经验表明,含沙河流的泵站和电站常遭受到泥沙磨损、水力空化空蚀及两者的联合作用,其破坏十分严重,这也说明了中国水电站与泵站存在磨蚀的水轮机或水泵机组众多。……
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