泥沙磨损实验报告(模版)

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1、泥沙磨损实验报告(模版)西华大学能源与环境学院学生上机实验报告西华大学上机实验报告一、实验目的1、水力机械空蚀与泥沙磨损的若干电站和泵站的实例；2、这些电站和泵站空蚀泥沙磨损破坏问题的具体解决方法；3、水力机械空蚀与泥沙磨损的最新研究动态；二、实验内容或设计思想通过计算机网络资源以及图书馆相关资料的查找，深化对气蚀与泥沙磨损产生机理以及解决方法的学习。主要内容有：1、水力机械空蚀与泥沙磨损机理。2、力机械空蚀与泥沙磨损电站实例。3、发生空蚀与泥沙磨损电站及泵站处理方法。4、国内外对空蚀与泥沙磨损先进研究动向。三、实验环境与工具计算机网络资源四、实验过程或实验数据1水力

2、机械空蚀与泥沙磨损机理1.1水力机械空蚀机理空化与空蚀是以流体为工作介质的叶片式流体机械（即水利机械）中可能出现的一种物理现象，它是一种在液体中发生的现象，在固体———————————————————————————————————————————————或气体中都不会发生。任何一种液体在恒定的压力下加热，当液体的温度升高到某一温度时，就会开始汽化，形成气泡，这称为沸腾。而当液体温度一定、降低压力到某一临界压力时，也会汽化，同时溶解于液体中的气体析出，形成气泡。这种由于压力的变化而导致的液流内的空泡的产生，发展和溃灭过程以及由此而产生的一系列物理化学变化，称为空化。水

3、力机械由空化而引起的材料破坏，称为空蚀。如水流流经有局部收缩的文丘里管时，当收缩截面上的压力降低到临界值时会在喉部发生汽化，形成空穴。又如绕流翼型时，翼型背面压力分布图。见图1.11西华大学能源与环境学院学生上机实验报告图1.1液体中空化区的形成空蚀是空化的直接后果，空蚀只发生在固体边界上。如图1.2图1.2遭空蚀破坏的金属材料表面1.2磨损机理水力机械的泥沙磨损是一个很复杂的问题，一般认为是由于机械和化学作用的结果，当然主要是由于机械的作用。当水流中的泥沙冲撞过流表面瞬间，可能产生高温高压，那么在高温高压作用下，因为水中含有气体，就很易使金属表面氧化，使金属表面的保

4、护膜被破坏——产生局部腐蚀。再加上泥沙不断冲击金属表面，就更加速金属保护层的破坏。———————————————————————————————————————————————另外，由于坚硬的泥沙硬度一般高于金属材料的硬度，而且砂粒形状各异，有尖锐的菱角形圆形等，都以很高的速度处境在材料表面上。当尖角砂粒以平行材料的表面移动，使接2西华大学能源与环境学院学生上机实验报告触点产生横向塑性流动，切下一定数量的微体积材料，这相当于微切削过程。在垂直冲击下，尖角砂粒同材料接触时，尖角会转动，这也存在微切削效果，但切削能力不如小冲角。圆形砂粒垂直冲击在材料表面会产生反复的塑性变

5、形形成凹坑。这些塑性降低，脆性增加的堆积物将重新受压移位。同时在合适的砂粒冲角下,易被直接剪断——属变形磨损。1.3空蚀破坏与泥沙磨损破坏特征比较空蚀破坏特征：空蚀破坏是有潜伏期的，金属变色（表面灰暗）→麻点（真孔状）→海绵状（表面十分疏松），鱼鳞坑→孔洞、沟槽、裂纹等。破坏表面无金属光泽。泥沙磨损破坏特征：泥沙磨损破坏是无潜伏期的，具有擦痕→沟槽→鱼鳞坑的破坏特征，破坏表面呈金属光泽。2现就九浴溪水电站水轮机空蚀以及龚嘴水电站水轮机泥沙磨损2.1九浴溪水电站水轮机空蚀———————————————————————————————————————————————许多电

6、站水轮机遭受空蚀破坏的情况表明，水轮机运行中往往受到空蚀与泥沙磨损的联合共同作用。水中存在磨粒(主要是泥沙)时，除了磨粒本身对固体表面的磨削外,它还促进空蚀。而九浴溪电站所在的大通江河水质较好，含沙量较少（汛期平均含沙量7.36kg/m3，最大含沙量155kg/m3）因此，可以说水中杂质对过流部件的磨损很轻微。从水轮机转轮遭受破坏的浸蚀区情况来看，金属表面呈海绵状的针孔，表面有呈灰暗无光泽的大小蜂窝及透孔，金属疏松脱落，而没有明显的与水流方向一致的刮痕——小磨沟及鱼鳞坑，这说明九浴溪电站水轮机转轮的浸蚀破坏主要是空蚀引起的，泥沙磨损也存在，但很轻微。2.2龚嘴水电站水

7、轮机泥沙磨损龚嘴水电站为大渡河流域梯级开发的倒数第二级。大渡河多泥沙，年输沙量3370-10000万t，实则最大含沙量27.6kg/m^3,最小含沙量1.5kg/m^3,入库悬移质平均粒径0.098-0.131mm,最大粒径2.7mm。随着大渡河流域环境恶化，水轮机过流部件泥沙磨损现象越来越严重，多次出现水轮机顶盖、止漏环、转轮叶片穿透性裂纹、引水盖板开裂等事故。而且配件尺寸已远离设计状况，水轮机上下迷宫环间隙已由设计时的2-2.45mm扩大到10-15mm，倒也端面间隙由设计时的0.32-0.85mm扩大到5-8mm，给电厂的检修、维护和安全运行带