空化形成机理和比尺效应

高速水流容易发生空化，为进一步研究空化的形成机理和影响因素。对空化形成机理和液体粘性、表面张力、气核状况等影响因素的最新研究成果进行了综合分析。水流空化试验中存在比尺效应，指出并建立了空化比尺效应的经验公式。对空化机理的研究还有待进一步深入。     

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。     

水质和空化比尺效应

本文提出了新的空化数和初生空化数的表达式,说明水体抗拉强度在空化中的作用,并且也指出,除抗拉强度外,水中气核半径及其数量也起着相当大的作用,从而可以解释在试验中即使同一个模型在不同的设备中以及不同的情况下可得差别很大的初生空化数。另外,对模型数据引伸到原型提出了一些具体建议。     

初生空化数比尺效应的修正

在初生空化位置写出了随流运动的球泡动力方程，估计了方程各项在空化初生时的近似值；以现有的实测资料为依据，选择了能识别的气核失稳的临界半径Rc的大小；给出了原型初生空化数与模型初生空化数的简单关系式；列出了碧口水库孔板洞4个不同比尺减压模型的实测初生空化数，这些模型初生空化数的值相差很大，但由这4个模型初生空化数和本文给出的换算关系得到的原型初生空化数很接近，这原型初生空化数与原型观测结果定性一致。     

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.     

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σi<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...     

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．     

水轮机模型验收技术及比尺效应的分析

一、模型验收概述随着水电建设和机器制造业的高速发展,水轮机单机功率逐渐增大,原型水轮机水力性能的现场验收试验,因受具体条件限制,也越来越困难.近年来,工业较发达国家,建造了高精度水力机械模型试验台,除用于试验研究水力性能优良的转轮及通流部件外,也用于验证水轮机各种水力性能保证值.为能满足各种试验要求,试验设备必须具有多功能、高精度的特点,以保证产品质量.     

冲刷物理模型试验的比尺效应研究

冲刷物理模型试验的比尺效应主要是由模型沙不满足泥沙运动相似的要求所产生。因此在将试验结果外推到原型时会产生较大偏差。全面分析了系列模型实验法、经验公式法和相似模型试验法减少或者消除比尺效应的优缺点;提出了经验公式用于分析试验结果的偏差程度。认为满足泥沙起动相似和动床阻力相似是冲刷物理模型设计和模型沙选用的重要原则。     

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.     

Critical size effect of sand particles on cavitation damage

The critical size of the sand particles in liquid is determined by means of the special vibratory apparatus, and it is related to various effects on the cavitation damage. The increase of the sand size or concentration would aggravate the cavitation damage if their sizes are larger than this critical size, conversely, this damage would be relieved.     

掺气减蚀保护作用的新概念

利用针式掺气流速仪测量原型和模型掺气浓度场、流速场，气泡尺寸及其概率分布的研究成果表明，原型水流韦伯数高，形成微小气泡的能力比模型强，气泡上浮慢，接近底部的小尺寸气泡概率及掺气浓度比模型大。初步研究认为：0.2mm或0.5mm以下的微小气泡在掺气减蚀中起着主要作用，可能只要很小掺气浓度即可达到掺气减蚀的效果。因此以小尺寸气泡的掺气浓度，作为判断掺气减蚀保护作用的指标将更为准确。     

The effect of water quality on tip vortex cavitation inception

The inception of tip vortex cavitation is very sensitive to water quality. In order to quantify the effect of water quality on the inception of tip vortex cavitation, we develop a motion model to describe the migration and growth of nuclei in water. An analytical solution of migration of nuclei in a vortex flow is obtained so that the capture times of various nuclei can be given out directly. A criterion is built to determine the critical nucleus in a certain nuclei spectra distribution. Tensile strength of the critical nucleus is used to quantify the effect of water quality and correct the tip vortex cavitation inception number. Finally this change of cavitation inception number is compared with experimental results to validate our model.     

收缩—扩散型喷嘴长度影响空化效果的数值分析

喷嘴长度是影响收缩—扩散型喷嘴空化效果的重要参数。运用连续方程、动量方程和Rayleigh-Plesset方程,对流经收缩—扩散型喷嘴的泡液流进行稳态求解。计算结果表明泡液流中很小的入口空隙率对流动特性有强烈影响,并随着无量纲喷嘴长度的变化对流动特性的影响有着显著的相似性。随着喷嘴长度的增长,喷嘴入口空隙率临界值以指数规律下降,气泡半径呈线性增长。