水力机械中的空化是一种极为复杂的非定常现象,而空蚀则是该现象发展至一定阶段的结果。由于水力机械内部的流动随运行条件而变化多端,因而发生在水力机械内的空化与空蚀也具有多样性。根据空蚀破坏的类型,我国流体机械行业习惯上将水轮机和南方水泵中的 空化与空蚀按照发生部位分为以下几类。
(1)翼型空化与空蚀。主要发生在水轮机和叶片泵的叶片上。当水流绕流叶片,叶片上某点的局部压力下降至当地汽化压力以下时,将沿叶片表面(通常为吸力面)产生翼型空 化与空蚀。
(2)空腔空化与空蚀。主要发生在具有固定叶片的水轮机在偏离设计工况运行时,在转轮出口和尾水管内发生的旋涡空化及其破坏。如在混流式水轮机部分负荷工况时,可以很明显地观察到一个或两个旋转方向与转轮方向相反的涡带。涡带中间为含有蒸汽和其他气体的空腔,压力很低,呈螺旋状非对称地在尾水管内旋转,使得尾水管中流 速和压力发生周期性变化,造成机械振动和噪声,并导致机组运行的不稳定。
(3)局部空化与空蚀。是指由于水力机械过流表面因加工不良而造成的局部取缺陷、波浪形表面或表面凹凸不平,以及非平整的结构表面等引起的空化及对边壁材料的破坏。如混流式水轮机转轮上冠或离心泵后盖板的减压孔,轴流式水轮机转轮室连接部位的不平滑的台阶、局部凹陷处等部位就很容易发生空化与空蚀。
如果按空化形态,水力机械中的空化还可分为游移型空化、固定型空化、以及旋涡型空化三类。在一定工况下运行的东莞南方水泵的空化往往是多种形态的空化同时发生,而且有时各种空化相互影响,这样使得空化与空蚀的准确预测很困难。
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