【水電站教學】水輪機的汽蝕現象及安裝高程

2018-03-30 10:14:02 掬水月在手弄花香滿衣　點擊量：評論 (0)

一、汽蝕現象汽蝕（Cavitation）：流動著的流體由于局部壓力的降低產生汽泡，汽泡聚積、流動、分裂、潰滅，從而破壞過流部件的現象。（來源

一、汽蝕現象

汽蝕（Cavitation）：流動著的流體由于局部壓力的降低產生汽泡，汽泡聚積、流動、分裂、潰滅，從而破壞過流部件的現象。

（來源：掬水月在手弄花香滿衣）

汽蝕，也寫作氣蝕，也有稱為空化、空蝕的。水輪機及水泵屆習慣上喜歡用汽蝕，主要想表示其氣體是液體汽化而成，不同于液體中溶解的氣體。

1873年雷諾在理論上預言。汽蝕現象最早發現于1891年，英國高速驅逐艦“達令”號在試航中，發現螺旋槳在較短時間遭到破壞，其后在水泵和水輪機葉片中也發現類似的破壞現象。

汽蝕的危害：汽蝕破壞可使過流部件表面的光潔度降低，嚴重時局部被侵蝕成連片的、呈蜂窩狀的孔洞，甚至變成海綿狀態；氣蝕破壞可導致設備使用效率降低，甚至損壞，造成的后果和影響很大。另外，在氣泡潰滅時，隨著產生的壓力瞬時周期性的升高和水流質點彼此間的撞擊以及對轉輪、尾水管管壁的打擊，可導致水輪機產生強烈的噪音和震動，甚至會產生共振。

氣蝕的類型：根據氣蝕發生的部位和發生條件的不同，水輪機的氣蝕一般可分為三類。

1.葉（翼）型汽蝕：一般指發生在轉輪葉片上的汽蝕，它在反擊式水輪機中普遍存在。

這是一種由水輪機轉輪葉型引起的、發生在葉片背面最低壓力區的汽蝕，是反擊式水輪機汽蝕中最主要的一種形式。水輪機的葉型汽蝕，取決于轉輪葉片的幾何形狀和水輪機的運行工況。水流進入反擊式水輪機轉輪時，轉輪葉片的正面與背面之間存在壓力差。若以大氣壓力來進行比較，一般情況下，葉片正面為正壓，背面為負壓力。當葉片背面的負壓力低于水的汽化壓力時，葉型汽蝕就可能發生。通常靠近葉片出水邊的背面負壓最大，在此最容易發生汽蝕破壞。

2.間隙汽蝕：當水流通過水輪機某些狹小的通道或間隙時，若其局部的流速升高和壓力降低到一定程度時，將產生此種汽蝕。

水輪機的間隙汽蝕，通常發生在軸流式水輪機轉輪葉片外緣與轉輪室間、轉輪止漏迷宮環間及所有可能因間隙存在而使水流速度過高產生壓力降低的部位。對于水斗式水輪機，間隙汽蝕主要發生在噴嘴內腔與針閥間等部位。

3.空腔汽蝕：反擊式水輪機在偏離最優工況的部分負荷運行時，轉輪出口的圓周速度分量會使水流旋轉，在轉輪出口處出現一條螺旋渦帶，渦帶中心形成很大的負壓。這種渦帶一般是以低于水輪機轉速頻率在尾水管中旋轉并周期性地撞擊到尾水管的邊壁，造成強烈振動與噪聲，尾水管進口段的邊壁也可能發生汽蝕破壞，這種現象稱為空腔汽蝕。