空化机理和比尺效应综述

对空化的形成机理、液体气核存在机理、空化发生的判别指标等进行了总结回顾,综合分析了液体粘性、表面张力、气核含量和压强分布等因素对空化初生的影响,对空化试验中存在的比尺效应,介绍了相关比尺效应的经验公式及应遵循的模型比尺,指出空化机理和比尺效应的研究还有待进一步深入.     

空化现象及其模型试验预测的可靠性

预测水力机械和装置中绕流构件的空化特性，是在空化试验设备中进行模型试验的目的，然而尽管采用了谨慎的测试方法和半经验的比尺关系，试验结果的分散性仍然较大。近年来，在对空化初生的比尺效应进行大规模试验研究的过程中，试验液体的抗拉强度受到特别重视。试验清楚地表明，在未考虑水质的情况下，空化试验结果，尤其是初生空化试验的结果分散性较大，据此既不可能确定绕流物体的特征值，也不可能推导出初生空化的比尺关系。通过精确控制空化试验中试验用水的抗拉强度，可以清楚地得出普遍适用的速度、尺寸和粘性比尺影响的简单关系。     

某水库底孔减压模型试验研究

讨论了形成初生空化数比尺效应的水动力原因及热动力原因,从Rayleigh-plesset泡动力方程出发建议了初生空化数比尺效应的修正方法,用减压模型测定了某水库底孔事故平板门槽及泄槽突扩跌坎后的模型初生空化数KiM及给出了经空化比尺效应修正后的原型初生空化数Kip。     

液体抗拉强度与空化比尺效应

本文讨论了在动水力学法测量液体抗拉强度时小文杜时管中有空化，而喉部却出现了“负抗拉强度”的原因。同时利用小文杜里管作为空化器件，探讨了空化比尺效应，说明液体抗拉强度只是影响了临界空化压力pc，而在产生初生空化时,空泡也同样影响到参考点的压力pu。     

初生空化比尺效应的讨论和验证

讨论了在常规循环水洞或在减压箱中进行模型空化试验时,关于初生空化比尺效应的不同观点.指出了在减压箱空化试验中使用的相似律存在的缺陷.为了有效研究初生空化比尺效应,规范液体的抗拉强度为零是必要的.用最新试验成果-喷嘴的初生空化特性,再次验证了经验的初生空化比尺效应.     

大型水力机组中空化现象的比尺效应

大型水力机组中的空化比尺效应关系到真机的空化性能和水电站装机高程的确定．影响水力机组空化比尺效应的主要因素有：机组运行水头、转轮直径、液体中的空气含量以及流动介质本身的性质等等．本文在前人研究的基础上推导出真机与模型机之间的空化相似率，提出了水力机械模型试验台上空化试验应遵循的相似准则．以岩滩电站为例，根据其模型转轮的空化试验和流场理论分析结果推算了岩滩电站真机的空化特性．建议在确定大型水力机组，尤其是三峡机组的吸出高度时，较多的考虑初生空化系数的影响，取用较接近于真机实际的初生空化系数值，从水电站的设计和机组安装上保证转轮内良好的流态，避免空化引起的破坏．     

初生空化与液体抗拉强度的关系

自1983年开始以液体的抗拉强度作为其空化临界压强研究初生空化的比尺效应以来,该方法已得到进一步的应用和完善。本文就研究中遇到的一些问题,如关于空化灵敏度仪的校正,“零抗拉强度”的概念,试验设备中液体抗拉强度的动态变化以及在空化试验中使用该方法的技术和意义等作详细的阐述。     

水工建筑物初生空化数及其比尺效应研究进展

水工建筑物结构水力设计中通常涉及防空蚀设计,一般规定水流空化数σ_i<0.3的区域或者流速大于15 m/s的部位要进行防空蚀设计。水工建筑物不同部位结构,初生空化数不同,该值的分析一方面通过理论计算,另一方面则是通过减压模型试验,试验不可避免地存在比尺效应。对目前国内外初生空化数的计算公式加以总结,指出不同公式的优缺点及适用条件;对初生空化的比尺效应进行相应归纳,为模型试验测定初生空化数提供新的思考方法;同时总结了水工建筑物不同部位初生空化判断标准,为相应的设计研究提供具体详细的指导。     

门槽空化的特性分析及影响因素探讨

流经门槽的水流运动是一种复杂的水力学现象,门槽水流的空化会对闸门的正常运行造成严重影响。本文初步阐述了门槽空化的类型,发生的必要条件,门槽的水流结构及门槽中极易发生空化的部位。门槽的临界空化状态在研究空化现象时是很重要的,此时的水流空化数称为初生空化数;水流空化数大于初生空化数,将不会发生空化。本文总结了影响门槽初生空化有几何参数和物理参数两方面,并且详细介绍了几何参数中门槽的宽深比和错距比两个主要参数对门槽初生空化的影响情况。     

泄水建筑物过流壁面不平整体初生空化与空蚀研究述评

泄水建筑物过流壁面不平整体初生空化与空蚀的研究进展，本文作了扼要的综述与评论。内容包括不平整度的定义及其初生空化与空蚀的理论分析、试验研究、比尺效应和理论预测，以及尚存在的问题。文中也包括了作者在上述工作中所作的研究和相应的看法。     

超声空化清洗机理的研究

从理论上分析空化泡的形成与发展,并在研究与分析空化泡破裂时压力的基础上,分析空化与超声空化的清洗与冲蚀机理,阐明超声空化清洗的优越性,并对超声空化清洗的研究中需要考虑的因素进行了分析与探讨.     

小浪底工程1号孔板泄洪洞水流空化原型试验研究

在库水位为210.18～210.28 m之间时,对小浪底水利枢纽工程1号孔板泄洪洞泄洪情况下多级孔板水流空化特性进行了原型试验。对弧形工作闸门在连续开启过程中各级孔板水流噪声的频谱分析发现,闸门孔口相对开度e/a为0.9时,第二级和第三级孔板处水流噪声声压级突然增加10 dB以上,表明开始出现空化水流,相应三级孔板的水流空化数分别为5.85、5.65和5.03,该结果与考虑缩尺影响修正后的模型试验研究结果基本一致。     

Improvements of model-test method for cavitation-induced pressure fluctuation in marine propeller

Although the prediction of propeller cavitation-induced pressure fluctuation strongly depends on the model-scale measurement in a cavitation tunnel, there is still a lack of correlation with full-scale data. This paper deals with the enhancement of such a correlation deficiency by improving the conventional model-test technique, two majors of which are in the following. One is to take into account the boundary layer effect of wooden fairing plate at the ceiling of water cavitation tunnel. The other is to avoid the resonance frequency range of model-ship via adjusting the revolution speed of model propeller. Through a case study, for which both model and full-scale test data are available, the improved method in this study shows its validness, and furthermore a close correlation with full scale measurement.     

万家寨水电站水中含沙对空化压力的影响

对万家寨水电站含沙量对水力机械内空化压力的影响进行了研究，并利用自行研制的测量装置实测了黄河万家寨水电站含沙水样的初生空化与，临界空化压力．实测结果表明，随着含沙量的增大，初生空化与临界空化压力值均有所提高，且接近线性关系．这一成果可用于所有含沙河流上的水电站水轮机与水泵站水泵合理确定安装高程时的参考．这样做可以减少空蚀与泥沙磨损给运行带来的经济损失．     

EXPERIMENTAL STUDY OF EFFECTS OF AIR CONTENT ON CAVITATION AND PRESSURE FLUCTUATIONS

This article studies the effects of air content on propeller cavitation and pressure fluctuations. The cavitation is observed while the pressure fluctuations on the hull are measured. When adjusting the air content, the sheet cavitation range does not change distinctly, but the pressure fluctuations see obvious differences. The amplitudes of the pressure fluctuations increase with the decrease of the air content. The results indicate that the air content has little effect on the sheet cavitation range but has an important effect on the bubble cavitation and the tip vortex cavitation. When the air content decreases, the water tensile force increases, which results in the instability of the bubble cavitation and the tip vortex cavitation and the increase of the pressure fluctuations. To minimize the scale effects, the experiments should be run at a high Reynolds number with a high nuclei content. The high Reynolds number is often realized by increasing the flow velocity and the propeller rotation speed, and the high nuclei content is often made by increasing the dissolved air content.     

THE TENSILE STRENGTH OF WATER IN DEPRESSION TANK

This paper presents the data of tensile strength of water in depression tank whichwere measured by small venturi during cavitation investigation of a series of real project models.These measurements show that in depression tank water has slight tensile strength in case of highvacuum.But it influences the incipient cavitation number.In tests we also studied the influenceof tensile strength on scale effect of cavitation models.     

ZERO-TENSILE STRENGTH FOR RESULT COMPARISON IN CAVITATION INCEPTION TESTS

ＮＯＭＥＮＣＬＡＴＵＲＥＡｉ 　　ｓｅｃｔｉｏｎａｒｅａｏｆｔｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｏｆＣａｖｉｔａｔｉｏｎＳｕｓ ｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙＭｅｔｅｒＣＳＭ　ＣａｖｉｔａｔｉｏｎＳｕｓｃｅｐｔｉｂｉｌｉｔｙＭｅｔｅｒＣｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｆｏｒｃａｌｃｕｌａｔｉｎｇｔｈｅｔｅｎｓｉｌｅｓｔｒｅｎｇｔｈｂｙｕｓｅｏｆＣＳＭＰｉ ｌｏｃａｌｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｔｈｅｅｎｔｒａｎｃｅｏｆＣＳＭＰ0 ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆｏｎ ｃｏｍｉｎｇｆｌｏｗｉｎｗｏｒｋｉｎｇｓｅｃｔｉｏｎＰｖ ｖａｐｏｒ…     

EFFECTS OF LIQUID QUALITY ON CAVITATION EROSION

The paper concerns with the effects of liquid quality on cavitation erosion, Vari-ous homogeneous liquids such as distilled water, glycerine-water mixtures of different concentra-tion, Kerosene and silicone oil were used as liquid media. Liquids containing solid particles suchas fly-ash ane bakerite powders of different concentration were also studied. Experimental find-ings witnessed the effect of viscosity in attenuating cavitation erosion. Liquids containing solidparticles play dual role of facilitating and alleviating cavitation erosion, in which critical concen-tration and equivalent concentration are in existance. The behaviour of cavitation clouds and theappearance of pittings were also carefully observed to help explain the different effects of liquidquality on cavitation erosion.