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芰荷为衣裳金虫 (正式写手)
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请教混流式水轮机空化问题 已有1人参与
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想请教混流式水轮机空化问题。空化发生在低压区，水轮机进口流速低，压力大，一般不会发生空化，随着流道往下，流速变高，压力会变低，进而发生空化。也就是说一般水轮机（低比转速）空化会随着转速增高（流量降低、流速也降低）而增高。但是针对大流量和小流量比较呢？现在看到矛盾的文章，相比小流量，有说大流量空化更恶劣，有说大流量空化减轻。按我理解：大流量时，流量变大、流速变大，压强变小，应该是空化增强。可是又一想，又觉得流量变大，若集聚在流道内，应该是压力变大，空化减弱啊。这到底哪个是对的？同一个水轮机，大流量和小流量比较，究竟那个空化更严重呢？（附有看到的2篇文章中的观点也是这样矛盾） 1.jpg  2.jpg |
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lxy199002
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2楼2016-05-11 09:55:57
3楼2016-05-11 20:09:11
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说得很清楚气蚀与空气含量有关，没有任何矛盾啊叶面形状，进水口设计都会影响空气含量，不可能拉到同一条件来说，流量小，管径中的空气多，流量大水体中的空气含量也多。 发自小木虫Android客户端 |
4楼2016-05-22 23:52:58
gelitao1234
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- 专业: 边界层大气物理学和大气湍
5楼2016-05-23 10:08:13
【答案】应助回帖
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首先要明白空化的本质。不copy定义了。空化本质上是水在低压条件下的急剧汽化，在水中形成了气泡（里面主要是低压水蒸气哦）。 那么，水在什么压力下回急剧汽化（即沸腾）？热力学研究告诉我们，当水的压力低于饱和压力时，水就会沸腾，水中就会出现气泡。例如，水温100度时，如果水的压力小于1个大气压，水就会沸腾。当水温46度时，如果水的压力小于0.1个大气压，水就会沸腾。如果水温更低，例如21度，要想水沸腾，压力要小于0.025个大气压。（精确数据请自行查找饱和水热力性质表） 也就是说，只要水的压力足够小，水就会沸腾，就会空化。当然，就像烧开水需要水中溶解一些气体以便易于气泡形成一样，空化也需要初始气泡（沸腾核？有这个名词吗？我不太确定）。 那么只要考察水轮机中是否有局部压力低于饱和压力就可以判断是否有空化发生。考虑到饱和压力和水温有关，水温越高，饱和压力越高，所以热水比冷水更容易空化（夏天比冬天更容易空化）。 经过以上分析，可以看到，现在问题就变成了，水轮机中哪些地方有局部低压区？什么时候更容易产生局部低压区？这和水轮机叶片设计有关，也和水轮机工作状态有关。 一般来说，在设计工况下（设计转速和设计流量），水轮机叶片表面和流道内是不会有分离区的，所以设计条件下是不会有空化现象的。 在非设计工况下，如果转速较低而流量较大，则在叶背（叶片吸力面）尾缘容易出现分离涡，这里是低压区，比较容易产生空化现象。 说到叶片设计，在水轮机（涡轮）中，叶片的压力面压力较高，吸力面压力较低，所以正常情况下，低压区或者说空化现象一定出现在吸力面（叶背）尾缘。 |
6楼2016-06-01 00:59:42
