气泡尺寸与气核数目对初生空化的影响综述.pdf

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1、第35卷第7期人民黄河Vo1．35．No．72013年7月YELLOWRIVERJu1．，2013【水利水电工程】气泡尺寸与气核数目对初生空化的影响综述张亚磊，王伟，张法星，张敬威，陈春祺，邓永婷，阿蓉(1．四川大学水力学与山区河流开发保护国家重点实验室，四川成都610065；2．四川I水利职业技术学院，四川成都610000)摘要：衡量掺气效果的传统方法主要以掺气浓度为指标，认为掺气浓度大于2％时很少发生空蚀破坏。但新的研究表明，掺气浓度即使在很低的范围也可能不发生空蚀破坏。从气泡尺寸和气核数目对

2、初生空化的影响入手，通过分析已有数据，探索衡量掺气效果的因素，得出初步结论。掺气减蚀效果不仅与掺气浓度有关，而且还与气泡尺寸有关，低于10m级尺寸的气泡对空泡溃灭冲击波的削弱作用不可忽略；其他条件一定时，气核数目增大，会促进空化现象的发生。关键词：气泡尺寸；气核数目；空化；掺气中图分类号：TV147文献标志码：Adoi：10．3969／j．issn．1000．1379．2013．07．O44StudyontheEfectofBubbleSizesandGasNucleiNumberonIncipi

3、entCavitationZHANGYa．1ei，WANGWei，ZHANGFa—xing，ZHANGJing—wei，CHENChun—qi，DENGYong．ting，A．Rong(1．StateKeyLaboratoryofHydraulicsandMountainRiverEngineering，SichuanUniversity，Chengdu610065，China；2．SichuanWaterConservancyVocational＆TechnicalCollege，Chengdu

4、610000，China)Abstract：Theefectofaerationwasevaluatedbyairconcentrationtraditionally．Cavitationdamagerarelyoccurswhenairconcentrationisgreaterthan2％．However，accordingtotherecentresearch，cavitationerosionmaynotOccurevenunderlowairconcentration．Theefecto

5、fbubblesizesandgasnucleinumberonincipientcavitationWasstudiedinthispaper．Thefactorsthatmeasuretheairentrainmentefectwereexploredthroughtheanalysisofexistingdata．Aconclusionisdrawnthataerationeclipseeffectisnotonlyrelatedtotheairconcentration，butalsoto

6、thebubblesize，andweakeningeffectofbubbleswhosesizesmallerthan10～metersonshockwavesofbubblecollapsecouldnotbeignored．Underthesameease，cavitationphenomenonwouldbepromotedwhengasnucleinumberincreased．Keywords：bubblesizes；gasnucleinumber；cavitation；aerati

7、on避免或削弱空化现象最常用的方法是掺气，传统的观念认为，掺气效果主要以掺气浓度来衡量。Russell等⋯的研究成果1初生空化的影响因素与掺气减蚀机理表明，当近壁水流掺气浓度在1．5％一2．5％范围内时，混凝土1．1初生空化的影响因素试件的空蚀破坏基本消失。近年来工程设计中普遍认为掺气空化是指液体在常温下压强降低到某一临界数值后其内浓度达到2％即达到掺气减蚀的保护作用。然而，在船舶螺旋部形成空穴、空洞或空腔的现象。根据空化产生的条件可知，桨的研究中发现，只要掺微小的空气含量(6×10)即有明显影响

8、液体空化产生、发展的主要因素是绝对压强与流速，还与的减蚀效果。这两种观点掺气浓度相差400倍，可见简单地用液体黏性、表面张力、气核、边壁表面条件和压力梯度等因素掺气浓度来评价掺气效果并没有说清楚问题的本质。有关。在原型观测中，常见掺气浓度小于2％却没有发生空蚀破(1)液体时均压强及脉动压强。时均压强及脉动压强对初坏的例子。如鲁布革水电站左岸泄洪洞距离上掺气坎下游较生空化起主导作用。气核只有在压力达到一定范围的时候才远处掺气浓度为0．4％，距离下掺气坝下游较远处掺气浓度为能生长，才有