空蚀

摘要： 目的对06Cr19Ni10钢进行表面剧烈塑性变形处理,利用获得的表面梯度纳米晶结构提高其抗空蚀性能。方法采用高能喷丸法,在0.3~0.6 MPa范围内调节喷丸压力,获得不同组织结构的梯度纳米晶结构。使用光学显微镜、透射电镜、X射线衍射仪和显微硬度计对梯度纳米晶结构进行形貌、物相分析及截面硬度分析,使用电化学工作站和自制的空蚀检测仪对梯度纳米晶结构进行抗腐蚀性能及抗空蚀性能检测。结果截面金相表明,通过调节喷丸压力,可以在06Cr19Ni10钢表面形成一层厚度为50~100µm的梯度纳米晶结构。XRD结果显示,喷丸处理可以使(111)、(200)、(220)、(311)、(222)晶向的衍射峰明显宽化。通过Voigt函数法计算可知,梯度纳米晶结构的顶层晶粒尺寸为32~87 nm,表面硬度由180HV0.05提高至360~525HV0.05。此外,喷丸处理可以提高06Cr19Ni10钢的自腐蚀电位至‒0.385 V(vs.SCE),降低其自腐蚀电流密度至3.512µA/cm^(2),明显延长其空蚀孕育期,最大抗空蚀系数约为未处理试样的12.92倍。结论梯度纳米晶结构可以全面提高06Cr19Ni10钢的表面特性,显著提高其抗空蚀性能。

摘要： 空蚀问题长期困扰着水电行业,开展水电机械抗空蚀研究对于促进水电发展和科学降碳具有重要意义。简要说明了水电机械空蚀机理及防治策略,并依此对目前抗空蚀合金涂层材料的研究现状和应用情况进行重点论述,最后对现存问题和未来抗空蚀新材料的研究方向进行了展望.

摘要： 首先介绍了目前空蚀的几种损伤机制,其中空化气泡以冲击波和微射流形式作用于材料表面,并导致损伤的机械作用占主要地位。在此基础上,总结归纳了影响海洋环境下金属材料空蚀的影响因素及相关研究进展,将因素按照环境外因与材料性质内因进行划分,系统分析了各种因素对空蚀损伤的作用趋势和机制,明确了各因素间存在协同效应。最后,提出了今后空蚀研究的发展方向,如调控温度、盐度等各种环境因素,进行空化气泡产生、长大、溃灭及能量释放过程的机制研究;也可以从材料性质入手,设计合成具有优良表面性能和力学性能的新材料等,对如何减少海洋工况下的空蚀损伤的科学研究和工程应用具有一定的参考和指导意义。

摘要： 钛合金具有密度小、比强度高、耐蚀性好等优势,被广泛应用于诸多工程领域。由于钛合金存在表面硬度低、耐磨性差等缺点,导致其在过流部件中容易发生空蚀损伤,会降低钛合金构件的使用寿命,因此针对钛合金空蚀损伤行为及其防护措施的研究显得极为重要。概述了空蚀现象的作用机理和理论模型,详细介绍了材料自身的力学性能、表面状态、介质类型和溶液温度等对钛合金空蚀行为的影响,着重讨论了针对钛合金空蚀损伤的多种应对措施,如热处理、激光纹理加工、激光气体氮化、化学热处理、离子注入、添加缓蚀剂等技术,总结了相应方法提高钛合金抗空蚀性能的具体原因。其中,热处理技术通过改变钛合金自身的显微组织来提高其抗空蚀性能;激光气体氮化工艺可在钛合金表面形成硬质TiN相,以抵御空泡溃灭时的冲击;化学热处理技术在钛合金表面生成了致密的陶瓷层+固溶扩散层,缓解了空泡的溃灭能,延长了空蚀的孕育期;离子注入技术依靠注入离子在钛合金材料表面产生固溶强化、位错增值强化等效果,降低其空蚀损伤。最后对钛合金空蚀及防护研究的发展方向提出了展望。

摘要： 温度不变的条件下,因压力下降而形成汽相的过程,称之为空化,空蚀是空化的后果,并非所有空化都造成材料的损坏,只有不稳定的空化,如不定常流动中出现的空化或封闭空泡的尾端,才会引起空蚀。文章针对引黄入晋工程调蓄水池坝下穿管出现的有压过流空蚀问题进行了阐述,对水跃现象、过流问题以及材料抗空蚀性能较弱这三个主要问题进行了分析,并提出了相应的应对措施。

摘要： 水布垭电站3台水轮机在扩修中发现底环导叶轴孔呈现规律性空蚀破坏现象,引起检修人员对该现象产生原因和处理方法的关注与重视。对此问题的产生原因进行了研究,分析出产生空蚀破坏的主要因素。结合现在应用成功的新工艺和材料,探索优化改进底环导叶轴孔被空蚀的运行情况。

摘要： 本文简要回顾了透平尼亚号实验船在首航过程中因空化现象的产生所导致的首航失利的历史故事。基于历史资料,本文介绍了透平尼亚号的主要特色及当时的历史背景,探析了首航失利的原因,阐述了空化现象的基本概念及其与螺旋桨转速间的密切联系,并进一步汇总了透平尼亚号后续的持续改进情况及试航。最后,本文简要总结了透平尼亚号实验船及科学家查尔斯·帕森斯关于空化现象研究工作的历史意义及其对后世的影响。

摘要： 利用超声振动空蚀、旋转圆盘和喷射冲刷试验装置,对三种船舶螺旋桨用铜合金,即锰黄铜、锰铝青铜和镍铝青铜在模拟海洋环境中的空蚀和冲蚀行为进行对比分析。结果表明:三种材料抗空蚀和冲蚀性能由高到低依次为镍铝青铜、锰铝青铜、锰黄铜。锰黄铜在空蚀过程中发生β相解理断裂,出现大而深的空蚀坑,且锰黄铜的冲蚀质量最高。三种材料的冲蚀形貌类似,但锰黄铜表面犁沟槽更深,且出现沙粒冲击坑。喷射冲蚀试验后,三种铜合金表面损伤形貌呈W型,其中靠近喷嘴正下方的区域同时受到正应力和切应力作用,冲蚀最严重。

摘要： 对铸态镍铝青铜进行4种热处理,并对铸态和热处理后的镍铝青铜在3.5%NaCl(质量分数)溶液中的显微组织、腐蚀和空蚀行为进行对比研究。结果表明,经退火后,铸态中的β′相转变为共析组织,更多的κIV相从α相中析出。正火态镍铝青铜中共析组织含量减少,β′相含量增加,淬火态主要包含α和β′相。在随后的时效过程中,β′相内析出细小的针状α和κ相。退火态耐腐蚀性最差,这是由于其具有最高含量的共析组织,而共析组织会遭受严重的选择相腐蚀。淬火态表面形成的腐蚀产物膜保护性最好,耐腐蚀性最高。对于铸态、退火和正火态,力学冲击作用是导致空蚀破坏的主导因素。淬火和淬火+时效态合金由于具有较高的硬度,因此耐空蚀性能较好,空蚀−腐蚀交互作用是导致空蚀破坏的主导因素,且腐蚀促进空蚀在交互作用中占比较大。

摘要： 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.

摘要： 在水电厂的实际运行中，转轮室发现空蚀，某些部位甚至穿通，严重影响机组安全运行，本文主要就转轮室空蚀的修复进行了介绍。

摘要： 随着我国国民经济的高速发展,节能与安全运行问题的重要性越来越突出,是我国可持续发展基本国策的重要组成部分.降低由于摩擦所产生的能源消耗,以及抑制运行损伤是摩擦学领域的主要研究方向之一.清华大学摩擦学国家重点实验室针对水下减阻与空蚀进行了长时间的研究,在理论和技术方面都获得了进展。

摘要： 利用扫描电子显微镜(SEM)对抛光45钢样品在10min静水腐蚀和旋转圆盘空蚀实验过程中的材料破坏形式进行研究。实验介质为添加了500nm氧化铈微粒的去离子水.结果显示实验后腐蚀和空蚀样品表面都出现材料破坏区,破坏区的形式和成分具有明显差异:空蚀试样表面出现大量直径5 μm左右的类圆形蚀坑且蚀坑位置具有选择性,在蚀坑的中心区有Mn元素富集且有轻微氧化现象；腐蚀试样表面随机出现大量尺寸15-20μm左右不规则表层破坏区,破坏区中心的C元素含量升高并出现严重的氧化现象。

摘要： 就整体而言,相似理论不适用于水斗式水轮机。对水斗式水轮机模型试验、数据处理、模型动力性能表达方式、乃至水斗式水轮机模型试验的前途,提出新看法。清除比转速、启用水斗式水轮机的新名牌、废除标准直径及系列型谱。水斗式水轮机不存在空蚀现象。

摘要： 本文介绍了一种先进的、综合性的水力机械磨蚀测试系统,系统可进行水力机械空蚀、泥沙磨损、浑水空蚀的规律特性及翼型特性的研究.系统主要由3个测试工位(旋转圆盘工位、旋转喷射工位、文丘里水洞工位)、集中测控PLC系统、流场及磨蚀测试分析设备组成.文丘里循环水洞喉段断面的最大流速为45m/s,旋转圆盘工位循环系统的最大流速可达85m/s,这两个工位为闭式循环,调压范围为-0.09～0.6MPa.在旋转圆盘和高速射流喷嘴的共同作用下,旋转喷射工位中测试试件表面的相对流速最高可达120m/s.测试过程中的所有试验参数,如电机或动力泵驱动转速、流量、压力、温度、泥沙浓度等都可通过PLC控制系统实现集中的控制、实时监测及数据存储与分析.外围测试分析设备可实现循环系统流场的可视化、磨蚀量的精确测试及磨蚀形貌的观察.

摘要： 分析了金属组织硬度对抗磨蚀性能的影响,指出在硬度相近的条件下,奥氏体钢优于马氏体钢,亚稳奥氏体钢优于稳定奥氏体钢,降低层错能可增加抗磨蚀性能,以锰氮代镍可以降低层错能,提出铬锰氮系高强度高韧塑性低层错能亚稳奥氏体抗磨蚀用钢的新思路。新型铬锰氮钢与OCr13Ni5Mo相比,抗空蚀性提高6倍,耐磨性提高10％～40％,焊接性比OCr13Ni5Mo好得多。三门峡和葛洲坝叶片裙边和新疆红山嘴水轮机运行结果表明,新型铬锰氮钢抗磨蚀性能比OCr13Ni5Mo好得多,用于水力机械过流部件的制造,可大幅度延长大修周期。

摘要： 水轮机状态在线监测系统采用声学监测方式,通过监测空化空蚀过程中产生的噪声信号和超声波信号达到监测的目的.在简要阐述该系统的框架结构、运行机制、数据采集与存储、信号处理与分析方法的基础上,详细给出了水轮机现场试验及在线监测与分析的结果,并对结果进行了分析,认识了水轮机空化信号特征.通过变负荷试验、长期在线运行以及转轮叶片修补前后的对比试验,初步掌握了不同工况下空化强度和长期运行后的空蚀程度情况.该系统已经在葛洲坝水电站水电机组状态监测与诊断系统中投入使用.

摘要： 扼要介绍了JK412转轮在江西南河水电站水轮机改造中的应用，分析了原机组存在的问题及JK412转轮的特点，总结了成功的经验；也介绍了不太成功的教训，分析了其中的原因。

摘要： 扼要介绍了JK412转轮在江西南河水电站水轮机改造中的应用，分析了原机组存在的问题及JK412转轮的特点，总结了成功的经验；也介绍了不太成功的教训，分析了其中的原因。

摘要： 扼要介绍了JK412转轮在江西南河水电站水轮机改造中的应用，分析了原机组存在的问题及JK412转轮的特点，总结了成功的经验；也介绍了不太成功的教训，分析了其中的原因。

摘要： 一种基于通气控制的空化观察与空蚀测量实验装置及实验方法，属于空化实验技术领域。本发明解决了现有航行体通气装置气流多在航行体外通入、无法确定航行器发生空化的作用点以及空蚀测量技术存在的与实际空化发生方式存在差异的问题。实验试件的下表面为实验面，其上布置有压电薄膜及若干微型水压传感器，且所述压电薄膜表面涂覆有压力敏感涂料；所述通气控制系统、所述高速摄像机、所述压电薄膜及所述微型水压传感器分别与所述数据收集系统连接，实验过程中，通过光源持续照射实验试件，通过高速摄像机实时记录实验试件表面压力敏感涂料的变化情况，通过计算机控制通气控制系统向试验段内通气的工作参数，通气控制系统将结果导入数据收集系统。

摘要： 本发明公开了一种多相流条件下液压阀空化空蚀试验装置及其试验方法，其中试验装置包括供气模块、供液模块、气液混合模块、振动模块、空化试验段和空蚀试验段；所述供气模块和供液模块在气液混合模块处混合输出气液多相流，所述振动模块作用于气液混合模块，所述振动模块可通过改变振动加速度和振动频率使气液混合模块输出多种流型的气液多相流，所述气液多相流依次经过空化试验段和空蚀试验段，所述空化试验段内安装液压阀，所述空蚀试验段内安装试件。本发明可以在试验装置内改变气液混合状态，从而获得多种流型的多相流，可用于分析不同含气量条件下，多相流的流型对于液压阀内介质空化和空蚀的影响。

摘要： 本发明属于气泡动力学技术领域，具体涉及一种水下高速航行体抗空化空蚀能力评估方法。本发明研究了空化核在水下高速运动的航行体诱导流场中的运动特性，通过数值计算获得流场的速度和压力，揭示了空化空蚀的力学机理。根据航行体的实际几何建立模型，通过观察单个气核在航行体附近的脉动、迁移以及射流等行为，评估此种航行体的抗空化空蚀能力，为设计具有更好抗空化空蚀能力的航行体结构提供指导。

摘要： 本发明公开了一种采用声发射实时监测金属空蚀过程的超声空蚀装置，包括超声作用系统、声发射传感器及监测系统、试件装夹及超声作用距离调节系统、空化介质循环及温度控制系统等。超声作用部件成45度角布置，既保证超声作用工具头和试件的空化区完全置于(浸泡于)空化介质中，又能使试件的另一端延伸出空化介质液体界面、便于安装声发射传感器，实时监测空蚀过程的声发射信号；利用辅助移动超声作用部件及工具头可实现与试件之间作用距离的控制调节；空化介质循环和温度控制系统可保证在长时间的空化实验中介质温度保持在气蚀标准协议ASTM G32‑06要求的25±1°C。

摘要： 本发明提供了一种用于空蚀机测量材料抗空蚀性能试验的测量台架，包括底座、螺杆、螺柱和台盆，所述螺柱连接底座和台盆，螺柱与螺杆在底座内垂直相交，并通过螺纹连接，旋转螺杆能够使得螺柱上下运动，所述螺杆上设有刻度，用于准确测量台盆的高度，所述台盆内装有水。本发明的台盆方便拆装，便于经常更换水，达到无需在恒温箱中进行试验便能够保持试验杯恒温的目的，减少了试验的工序，降低了试验的成本；本发明能够准确调节台盆的高度，台盆内设有固定试验杯的凹槽，使得试件分别与振动头和测量架台面的相对位置保持一致，极大的提高试验结果的准确性。

摘要： 本申请提供了一种基于音频的水工隧洞运行期空蚀空化实时监测方法和系统，能够实时监测水工隧洞内的音频信号，及时识别空化空蚀破坏的发生，保证水工隧洞的结构安全，保障水利枢纽的长期安全运行。所述方法包括：声学传感器用于采集所述声学传感器所在位置的水工隧洞内的声音信号，并将所述声音信号转化为电信号；数据采集仪用于将所述电信号转换为数字信号，所述声学传感器通过水工光缆与所述数据采集仪连接；所述数据采集仪将所述数字信号输入服务器；所述服务器根据所述数字信号和水工隧洞空蚀空化的噪声频谱特征，确定所述声学传感器所在的位置是否发生空蚀空化。

摘要： 一种基于通气控制的空化观察与空蚀测量实验装置及实验方法，属于空化实验技术领域。本发明解决了现有航行体通气装置气流多在航行体外通入、无法确定航行器发生空化的作用点以及空蚀测量技术存在的与实际空化发生方式存在差异的问题。实验试件的下表面为实验面，其上布置有压电薄膜及若干微型水压传感器，且所述压电薄膜表面涂覆有压力敏感涂料；所述通气控制系统、所述高速摄像机、所述压电薄膜及所述微型水压传感器分别与所述数据收集系统连接，实验过程中，通过光源持续照射实验试件，通过高速摄像机实时记录实验试件表面压力敏感涂料的变化情况，通过计算机控制通气控制系统向试验段内通气的工作参数，通气控制系统将结果导入数据收集系统。

摘要： 本实用新型公开了一种用于空蚀试验的夹具工装和空蚀试验装置。夹具工装包括：放样台和至少一个移动卡件及相关配件，放样台的顶部设有放样槽；移动卡件包括伸入放样槽中的止抵部，止抵部用于对位于放样槽中的试样进行止抵，止抵部在第一水平方向上相对放样台位置可调。通过调整移动卡件的位置，使其止抵部可以更好地对试样进行稳固，且调节方式简单便捷、夹持稳定性高，能够保证在长时间的空蚀试验过程中，试样能够保持其水平性，防止试样出现偏移、脱落，提高了空蚀试验的准确性、成功率和测试效率，有效地节约人工成本和试验成本。

摘要： 本实用新型提供了一种用于空蚀机测量材料抗空蚀性能试验的测量台架，包括底座、螺杆、螺柱和台盆，所述螺柱连接底座和台盆，螺柱与螺杆在底座内垂直相交，并通过螺纹连接，旋转螺杆能够使得螺柱上下运动，所述螺杆上设有刻度，用于准确测量台盆的高度，所述台盆内装有水。本实用新型的台盆方便拆装，便于经常更换水，达到无需在恒温箱中进行试验便能够保持试验杯恒温的目的，减少了试验的工序，降低了试验的成本；本实用新型能够准确调节台盆的高度，台盆内设有固定试验杯的凹槽，使得试件分别与振动头和测量架台面的相对位置保持一致，极大的提高试验结果的准确性。

摘要： 本实用新型属于防止材料空蚀和磨蚀破坏技术领域，是一种测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，包括缩放型空蚀磨蚀发生器和水库，缩放型空蚀磨蚀发生器内装有检测器件，水库通过水泵连接至缩放型空蚀磨蚀发生器的进水口，缩放型空蚀磨蚀发生器的进水口还通过通气管连接空压机。本实用新型利用减小局部过流面的缩放型空蚀磨蚀发生器增加流体的局部流速，使其在测试材料表面产生空蚀和磨蚀破坏，在空蚀和磨蚀试验过程中，测试材料所处流体为水、气混合体或者为水、气、泥沙混合体。本实用新型可用于不同材料的抗空蚀、磨蚀性能研究进行抗空蚀、耐磨蚀的新材料开发，也可用于高流速水力机械或泄水建筑物的掺气减蚀防护。