李琪飛 陳祥玉 孟 慶 蔡 婷 周 峰 魏顯著

(1.蘭州理工大學(xué)能源與動(dòng)力工程學(xué)院， 蘭州 730050； 2.甘肅省流體機(jī)械及系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 蘭州 730050；3.哈爾濱大電機(jī)研究所， 哈爾濱 150040)

0 引言

水泵水輪機(jī)的運(yùn)行非常復(fù)雜，它包含水輪機(jī)工況和水泵工況，并且在兩者之間頻繁轉(zhuǎn)換。所以水泵水輪機(jī)的空化包括水輪機(jī)的空化、水泵的空化和工況轉(zhuǎn)換之間的空化。在這3種空化之中，水泵的空化起決定性作用，所以對(duì)于水泵水輪機(jī)只要滿足水泵工況的空化要求，就能保證水輪機(jī)的空化要求[1-6]。近年來(lái)，隨著計(jì)算機(jī)性能和CFD技術(shù)的飛速發(fā)展，空化流動(dòng)的數(shù)值模擬取得了非常明顯的進(jìn)展[7-15]。

但是，有關(guān)水泵水輪機(jī)在泵工況下小開(kāi)度運(yùn)行時(shí)的空化特性與內(nèi)流特性的研究相對(duì)較少。本文采用氣液兩相流的方法對(duì)某電站水泵水輪機(jī)模型機(jī)進(jìn)行全流道數(shù)值模擬，以預(yù)測(cè)水泵水輪機(jī)的空化和內(nèi)部流態(tài)的變化。并對(duì)比分析不同空化數(shù)下水泵水輪機(jī)的內(nèi)部流態(tài)以及轉(zhuǎn)輪葉片空泡分布的相關(guān)規(guī)律，并以此為依據(jù)，對(duì)空化特性以及誘發(fā)原因進(jìn)行研究。

1 研究對(duì)象及數(shù)值計(jì)算方法

1.1 研究對(duì)象

研究對(duì)象為國(guó)內(nèi)某抽水蓄能電站的模型機(jī)，結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 模型水泵水輪機(jī)計(jì)算區(qū)域Fig.1 Computational domains of model pump-turbine1.固定導(dǎo)葉 2.活動(dòng)導(dǎo)葉 3.轉(zhuǎn)輪 4.蝸殼 5.尾水管

模型機(jī)轉(zhuǎn)輪葉片數(shù)為9個(gè)，活動(dòng)導(dǎo)葉數(shù)為20個(gè)，導(dǎo)葉高度66.72 mm，轉(zhuǎn)輪高壓側(cè)直徑473.6 mm，轉(zhuǎn)輪低壓側(cè)直徑300 mm，蝸殼進(jìn)口直徑315 mm，尾水管出口直徑660 mm，導(dǎo)葉分布圓直徑564 mm，導(dǎo)葉高度66.72 mm，蝸殼包角343°。

采用ANSYS軟件中的ICEM模塊進(jìn)行計(jì)算域網(wǎng)格的劃分。由于偏離最優(yōu)工況，轉(zhuǎn)輪進(jìn)口的來(lái)流不是對(duì)稱的，因此需要進(jìn)行全流道模擬[16-19]。網(wǎng)格質(zhì)量對(duì)計(jì)算結(jié)果有很大的影響，本文為了得到比較好的網(wǎng)格質(zhì)量以及節(jié)約計(jì)算資源，對(duì)整個(gè)計(jì)算域進(jìn)行了六面體網(wǎng)格的劃分。經(jīng)過(guò)網(wǎng)格無(wú)關(guān)性檢驗(yàn)以后，最終選擇總網(wǎng)格單元數(shù)為4 523 556，對(duì)最小網(wǎng)格質(zhì)量為0.32的網(wǎng)格進(jìn)行計(jì)算，其網(wǎng)格如圖2所示。

圖2 局部網(wǎng)格示意圖Fig.2 Sketch of local mesh

1.2 邊界條件

本模擬實(shí)驗(yàn)的水頭H=30 m，尾水管的進(jìn)口采用總壓進(jìn)口，蝸殼出口給定靜壓值。交接面設(shè)置為interface面，動(dòng)靜干涉之間傳遞數(shù)據(jù)采用滑移網(wǎng)格(Sliding mesh)。首先用SSTk-ω湍流模型作清水的單相流計(jì)算，用定常計(jì)算的結(jié)果作為初始條件再進(jìn)行非定常計(jì)算。飽和蒸氣壓設(shè)為3 540 Pa，進(jìn)口處液體相的體積分?jǐn)?shù)為1，空泡相的體積分?jǐn)?shù)設(shè)為0。在求解的過(guò)程中采用SIMPLEC算法和二階迎風(fēng)格式。非定常計(jì)算的時(shí)間步長(zhǎng)Δt=4.673×10-4s，以殘差10-6作為迭代計(jì)算的收斂依據(jù)。

1.3 數(shù)值計(jì)算方法

結(jié)合水泵水輪機(jī)的運(yùn)行特性，本文中采用Zwart空化模型和SSTk-ω湍流模型[20-21]。

Zwart空化模型的控制方程為

(1)

式中m——水相和蒸汽相的質(zhì)量傳輸率

αnuc——成核位置初始?xì)庀囿w積分?jǐn)?shù)

αv——空泡體積分?jǐn)?shù)

RB——空泡半徑

Fe——蒸發(fā)過(guò)程的經(jīng)驗(yàn)系數(shù)

p——進(jìn)口壓力

pv——飽和蒸汽壓力

ρv——?dú)馀菝芏圈选黧w密度

SSTk-ω模型的方程為

(2)

(3)

式中t——時(shí)間k——湍動(dòng)能

ω——單位耗散率

ui——平均速度分量

Γk、Γω——k與ω的有效擴(kuò)散項(xiàng)

Dω——正交發(fā)散項(xiàng)

Sk、Sω——自定義項(xiàng)

Yk、Yω——k與ω的耗散項(xiàng)

Gk——平均速度梯度引起湍動(dòng)能k的產(chǎn)生項(xiàng)

Gω——ω方程

2 數(shù)值計(jì)算結(jié)果與分析

2.1 水泵水輪機(jī)空化性能實(shí)驗(yàn)

水泵水輪機(jī)的測(cè)試系統(tǒng)原理圖如圖3所示，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)如圖4所示。此實(shí)驗(yàn)臺(tái)由哈爾濱大電機(jī)研究所設(shè)計(jì)，依托此實(shí)驗(yàn)臺(tái)對(duì)水泵水輪機(jī)模型進(jìn)行相關(guān)研究。此實(shí)驗(yàn)臺(tái)采用的是循環(huán)封閉的雙向運(yùn)行系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)遵循IEC60193、IEC609等相關(guān)的規(guī)定[22]。

圖3 測(cè)試系統(tǒng)原理圖Fig.3 Test system schematic1.偏流器 2.噴嘴 3.低壓箱 4.測(cè)功電機(jī) 5.扭矩測(cè)量系統(tǒng) 6.水泵水輪機(jī) 7.高壓箱 8.支架 9.流量計(jì) 10.封閉系統(tǒng)回路管 11.水泵 12.敞開(kāi)系統(tǒng)回水管 13.稱量傳感器 14.稱量筒 15.水冷系統(tǒng) 16.換向管路

圖4 可逆式水輪機(jī)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)Fig.4 Test platform of pump-turbine

本次實(shí)驗(yàn)最高實(shí)驗(yàn)水頭190 m，工作最大流量2.0 m3/s，轉(zhuǎn)輪標(biāo)稱直徑為300～500 mm，測(cè)功機(jī)功率500 kW,測(cè)功機(jī)轉(zhuǎn)速為0～2 500 r/min，供水泵對(duì)應(yīng)的電機(jī)功率600 kW，測(cè)量校正筒對(duì)應(yīng)容積750 m3。

此實(shí)驗(yàn)是按照GB/T 3216—2005執(zhí)行，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中保持流量不變，通過(guò)降低尾水管的進(jìn)口壓力，來(lái)提高尾水管的進(jìn)口真空度，使機(jī)組發(fā)生空化。在進(jìn)口壓力不斷降低的過(guò)程中，機(jī)組內(nèi)的空化程度也在不斷地加大，葉片上的空化面積更加明顯，導(dǎo)致泵的效率迅速下降。為了方便處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和數(shù)值計(jì)算，定義空化數(shù)σ為

(4)

式中pin——轉(zhuǎn)輪進(jìn)口壓力

u2——葉輪出口圓周速度

本實(shí)驗(yàn)以導(dǎo)葉開(kāi)度a0=25 mm的水泵水輪機(jī)作為研究對(duì)象，通過(guò)改變尾水管進(jìn)口壓力，來(lái)改變尾水管的進(jìn)口真空度，從而獲得相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖5所示。圖中σ0.2表示臨界空化系數(shù)，σp表示裝置空化系數(shù)，σi表示初生空化系數(shù)，A0表示活動(dòng)導(dǎo)葉開(kāi)度，N11表示轉(zhuǎn)速。通過(guò)數(shù)值計(jì)算與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)對(duì)比得出：它們的變化趨勢(shì)基本一致并且通過(guò)計(jì)算分析誤差在允許范圍之內(nèi)，從而驗(yàn)證了數(shù)值計(jì)算在不同空化數(shù)下預(yù)測(cè)水泵水輪機(jī)空化性能的可靠性。其不同空化數(shù)下的空化特性曲線如圖6所示。

圖5 A999模型初步驗(yàn)收實(shí)驗(yàn)運(yùn)行區(qū)水泵工況空化實(shí)驗(yàn)結(jié)果Fig.5 A999 model preliminary acceptance test area pumping condition cavitation test results

圖6 不同空化數(shù)下的空化性能曲線Fig.6 Cavitation performance curves at different cavitation numbers

2.2 不同空化數(shù)下的湍動(dòng)能分析

水泵水輪機(jī)在泵工況下運(yùn)行時(shí)，很難保證較高的圓周水力對(duì)稱性，來(lái)自各個(gè)方向的不平衡力作用在轉(zhuǎn)輪之上。由于力的不平衡導(dǎo)致轉(zhuǎn)輪外液流軸對(duì)稱流動(dòng)被破壞，造成一定的能量損失。湍動(dòng)能能夠準(zhǔn)確地反映湍流的復(fù)雜程度和流體的能量損失特性，所以對(duì)不同空化數(shù)下的湍動(dòng)能分析是很有必要的[23-24]。用CFD-Post后處理軟件對(duì)轉(zhuǎn)輪和活動(dòng)導(dǎo)葉部位進(jìn)行周向處理，選取上冠和下環(huán)之間的中間位置來(lái)得到流面上的湍動(dòng)能分布圖，用流動(dòng)理論的知識(shí)來(lái)分析轉(zhuǎn)輪和活動(dòng)導(dǎo)葉內(nèi)流體流動(dòng)產(chǎn)生的能量損失和空化之間的關(guān)系。

圖7 中間S1流面湍動(dòng)能分布Fig.7 Turbulent kinetic energy distribution on middle S1 stream surface

通過(guò)圖7可以看出，湍動(dòng)能集中分布在轉(zhuǎn)輪出口和活動(dòng)導(dǎo)葉進(jìn)口之間，且看起來(lái)呈現(xiàn)環(huán)狀分布，并且表現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱性。隨著空化數(shù)的不斷減小湍動(dòng)能的分布從轉(zhuǎn)輪出口處往活動(dòng)導(dǎo)葉這一側(cè)不斷擴(kuò)張，當(dāng)空化數(shù)為0.299 8、0.147 3和0.105 4時(shí)，在形成的近似于環(huán)狀的湍動(dòng)能區(qū)域與其他空化數(shù)下的湍動(dòng)能區(qū)域有明顯的不同。

湍動(dòng)能主要集中在轉(zhuǎn)輪和活動(dòng)導(dǎo)葉之間的區(qū)域，主要是因?yàn)楸敬窝芯康乃盟啓C(jī)是在相對(duì)較小開(kāi)度下進(jìn)行的，由于活動(dòng)導(dǎo)葉的開(kāi)度相對(duì)較小，流體從轉(zhuǎn)輪部位流出進(jìn)入活動(dòng)導(dǎo)葉時(shí)會(huì)導(dǎo)致一些能量的損失。轉(zhuǎn)輪出口處的流體沿周向的流動(dòng)表現(xiàn)出明顯的不對(duì)稱性，是由于受到轉(zhuǎn)輪和活動(dòng)導(dǎo)葉的動(dòng)靜干涉作用。無(wú)葉區(qū)的湍動(dòng)能分布隨著空化數(shù)的降低在不斷擴(kuò)大，而活動(dòng)導(dǎo)葉部分卻不明顯，這是由于大部分流體在無(wú)葉區(qū)這個(gè)部位，活動(dòng)導(dǎo)葉部位還未受到空化的影響，流體快速進(jìn)入導(dǎo)葉區(qū)，流體與導(dǎo)葉攻角較大，在該區(qū)域有旋轉(zhuǎn)失速現(xiàn)象的產(chǎn)生，該區(qū)域的不穩(wěn)定導(dǎo)致了強(qiáng)湍動(dòng)能的產(chǎn)生。隨著空化數(shù)的降低，無(wú)葉區(qū)有較明顯的局部湍動(dòng)能產(chǎn)生，且靠近葉片吸力面的湍動(dòng)能高于壓力面，這是由于空化過(guò)程中產(chǎn)生了大量的氣泡，導(dǎo)致部分流道堵塞，增大了轉(zhuǎn)輪內(nèi)流體的相對(duì)速度，在導(dǎo)葉入口增加了排擠現(xiàn)象，從而產(chǎn)生了繞流，這樣會(huì)導(dǎo)致流入導(dǎo)葉的流體速度減小，導(dǎo)葉處的湍動(dòng)能減弱。

2.3 葉片上的氣體體積分布

圖8 葉片吸力面空泡體積分?jǐn)?shù)分布Fig.8 Bubble fraction distribution of suction surface of blade

從圖8可以看到，當(dāng)σ=0.299 8時(shí)葉片吸力面在轉(zhuǎn)輪進(jìn)口處就已經(jīng)產(chǎn)生了空化，整體而言隨著空化數(shù)的遞減，在轉(zhuǎn)輪的進(jìn)口處空化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重?？栈瘡霓D(zhuǎn)輪進(jìn)口不斷向內(nèi)部延伸，靠近下環(huán)部位的葉片邊隨著空化數(shù)的不斷降低空化越來(lái)越明顯，并且向上冠部位不斷擴(kuò)散。進(jìn)口處出現(xiàn)空化現(xiàn)象的原因是進(jìn)口處的圓周速度大于其他地方，相應(yīng)的進(jìn)口壓力損失及進(jìn)口的擾流引起較大的壓降。隨著空化數(shù)的不斷降低，除了σ=0.082 2以外，其他空化數(shù)下葉片進(jìn)口處的空化區(qū)域在不斷向前擴(kuò)展，空泡分布不斷增加。相應(yīng)壓力面的區(qū)域也在不斷增加，比較大的氣泡區(qū)域和一些氣泡會(huì)把轉(zhuǎn)輪流道堵塞，這種現(xiàn)象就會(huì)加大流量的損失，進(jìn)一步影響葉輪內(nèi)能量的傳遞和轉(zhuǎn)換，導(dǎo)致整個(gè)泵工況水力效率的降低。

2.4 不同空化數(shù)下葉片上的空泡面積分析

根據(jù)不同空化數(shù)下葉片空泡分布來(lái)判定葉片所產(chǎn)生空化的嚴(yán)重程度。前面分析葉片空泡的情況得出，葉片的空化主要發(fā)生在葉片的根部和靠近下環(huán)的部位，但是每個(gè)葉片上的空化程度沒(méi)有具體的分析。再次利用后處理軟件CFD-Post把不同空化數(shù)下葉片工作面上的氣泡分布面積求解出來(lái)，然后利用軟件Origin繪制出每個(gè)葉片在不同空化數(shù)下空泡所占的面積曲線，如圖9所示。

圖9 不同葉片上所含空化面積曲線Fig.9 Line charts of cavitation area contained on different blades

圖10 葉片和葉道示意圖Fig.10 Schematic of blade and channel

從圖9可以看出，除了3號(hào)葉片以外，其他的變化趨勢(shì)基本保持一致。1號(hào)葉片上當(dāng)空化數(shù)σ=0.105 4時(shí)出現(xiàn)峰值，為0.126 746 mm2，當(dāng)空化數(shù)σ=0.210 1時(shí)出現(xiàn)了最小值，為0.046 376 4 mm2。2號(hào)葉片上當(dāng)空化數(shù)σ=0.105 4時(shí)也出現(xiàn)了峰值，為0.079 977 1 mm2，空化數(shù)為σ=0.210 1時(shí)出現(xiàn)了最小值，為0.001 214 1 mm2。3號(hào)葉片上當(dāng)空化數(shù)σ=0.210 1時(shí)出現(xiàn)了最大值，為0.182 408 1 mm2，空化數(shù)σ=0.255 6時(shí)出現(xiàn)最小值，為0.021 248 mm2。4～9號(hào)葉片都在空化數(shù)σ=0.118 8附近出現(xiàn)了最大值，且分別為0.093 860 2、0.120 256 1、0.123 396 0、0.139 852 0、0.137 918 1、0.111 013 0 mm2。4號(hào)葉片和7號(hào)葉片在σ=0.255 6時(shí)出現(xiàn)最小值，分別為0.037 666 1 mm2和0.050 583 5 mm2。5、6、9號(hào)葉片在σ=0.210 1出現(xiàn)最小值，分別為0.022 968 2、0.011 271 9、0.058 967 2 mm2。

根據(jù)分析可知葉片上發(fā)生空化的大小和空化數(shù)有很明顯的關(guān)系，而且每個(gè)葉片上發(fā)生空化的程度也大不相同。從圖9可以看出，總體而言隨著空化數(shù)增大到一定程度空化有一定的下降趨勢(shì)。在空化數(shù)大于0.210 1時(shí)空化程度有增加的趨勢(shì)?？栈瘮?shù)與進(jìn)口壓力和葉輪出口圓周速度有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)輪速度一定的情況下，隨著進(jìn)口壓力的增加，空化數(shù)會(huì)增大，相應(yīng)的空化會(huì)降低。所以在空化數(shù)增大的過(guò)程中葉片上的空化會(huì)出現(xiàn)明顯的下降趨勢(shì)。

2.5 葉片的空泡分布與葉道渦之間的關(guān)系分析

本研究選取1、2、9號(hào)葉片為研究分析對(duì)象，其所選葉片如圖10所示，對(duì)其對(duì)應(yīng)的3個(gè)葉片的流道進(jìn)行渦量與葉片空泡分布之間的關(guān)系分析。

渦是流體運(yùn)動(dòng)特有的存在形式，局部渦動(dòng)力學(xué)的診斷方法可以對(duì)產(chǎn)生不良流動(dòng)的根源進(jìn)行放大和捕捉，并且可以將新的診斷參數(shù)作為控制目標(biāo)引入到可逆轉(zhuǎn)輪的優(yōu)化設(shè)計(jì)中，用來(lái)提高水力機(jī)械轉(zhuǎn)輪的設(shè)計(jì)性能[25-26]。選取轉(zhuǎn)輪和活動(dòng)導(dǎo)葉的中間流面即S1流面作為研究對(duì)象，做出S1流面的流線圖，再根據(jù)流線圖來(lái)分析渦的大小和出現(xiàn)的位置[27]。由于此次研究的是空化對(duì)內(nèi)流特性的影響，所以選取空化數(shù)0.255 6、0.118 8、0.105 4為研究對(duì)象。做出相應(yīng)空化數(shù)下S1流面的流線圖，然后選取出1、2、9號(hào)葉片對(duì)應(yīng)的流道為研究對(duì)象，進(jìn)行渦的分析。把不同空化數(shù)下對(duì)應(yīng)的1、2、9號(hào)葉片如圖11所示從下往上劃分了12個(gè)區(qū)域，用來(lái)更加確切地描述空化發(fā)生的位置。

圖11 不同空化數(shù)下葉道渦與葉片空泡分布關(guān)系圖Fig.11 Relationship diagrams between channel vortices and blade vacuole distribution under different cavitation numbers

空化數(shù)σ=0.255 6時(shí)，靠近9號(hào)葉片處有一個(gè)很明顯的渦存在，渦核位置靠近葉片的出口邊，在1號(hào)葉片和2號(hào)葉片之間也有兩個(gè)渦存在，但是不明顯，它們的渦核位置也是靠近葉片出口邊，離無(wú)葉區(qū)比較近。觀察相對(duì)應(yīng)的1、2、9號(hào)葉片的空化分布情況可以看出，1號(hào)葉片空化主要集中在1號(hào)區(qū)域到9號(hào)區(qū)域之間，并且都是靠近葉輪的上冠邊緣部位，靠近上冠位置和葉片進(jìn)口邊比較多。空化數(shù)σ=0.118 8時(shí)，在9號(hào)葉片和1號(hào)葉片，1號(hào)葉片和2號(hào)葉片之間可以很明顯地看到有兩個(gè)比較大的渦存在，在2號(hào)葉片到3號(hào)葉片之間位置有3個(gè)比較小的渦，渦核位置都是靠近葉片頭部，離無(wú)葉區(qū)比較近的位置，葉道的其他位置基本上看不到渦的存在。在σ=0.118 8時(shí)，觀察對(duì)應(yīng)的1、2、9號(hào)葉片的空化分布情況可以看出，1號(hào)葉片的空化分布情況和空化數(shù)為σ=0.255 6時(shí)的類似，只是空化數(shù)σ=0.118 8時(shí)看起來(lái)空化更加明顯，2號(hào)葉片的空化發(fā)生區(qū)域主要在1號(hào)區(qū)域和2號(hào)區(qū)域以及8號(hào)和9號(hào)區(qū)域之間，9號(hào)葉片的空化區(qū)域主要集中1號(hào)區(qū)域與5號(hào)區(qū)域之間，并且它們的分布區(qū)域都是靠近上冠部位和葉片進(jìn)口邊。σ=0.105 4時(shí)，9號(hào)葉片、1號(hào)葉片與2號(hào)葉片之間都有渦的存在，且渦都比較大，渦核位置不明顯，在葉道的其他部位流動(dòng)都比較順暢。σ=0.105 4時(shí)，觀察對(duì)應(yīng)的1、2、9號(hào)葉片的空化分布情況可以看出，1號(hào)葉片空化主要發(fā)生在1號(hào)和4號(hào)區(qū)域之間靠近葉片入口邊，在5號(hào)區(qū)域和8號(hào)區(qū)域之間靠近上冠部位也有空化的發(fā)生，但是不明顯，2號(hào)葉片的空化部位發(fā)生在1號(hào)區(qū)域到5號(hào)區(qū)域以及7號(hào)區(qū)域到9號(hào)區(qū)域之間，發(fā)生空化的位置與1號(hào)葉片相似。9號(hào)葉片相對(duì)于1號(hào)葉片和2號(hào)葉片而言，空化不嚴(yán)重，但是在2號(hào)區(qū)域和4號(hào)區(qū)域之間也有很明顯的空化產(chǎn)生。

非理想流體的流動(dòng)在一定程度上都會(huì)有渦的產(chǎn)生。渦的存在必然會(huì)造成能量的損失，導(dǎo)致機(jī)組效率下降。根據(jù)上文空化和液道渦的分布分析葉片上的空化與葉道內(nèi)部的渦存在著一定的相關(guān)關(guān)系，因?yàn)榭张莸漠a(chǎn)生會(huì)導(dǎo)致流道不暢，加劇渦的產(chǎn)生。

3 結(jié)論

(1)水泵水輪機(jī)在開(kāi)度25 mm下運(yùn)行時(shí)，無(wú)葉區(qū)有很明顯的湍動(dòng)能產(chǎn)生，并且呈不規(guī)則的環(huán)狀分布，且靠近葉片吸力面的湍動(dòng)能高于壓力面。

(2)隨著空化數(shù)的不斷降低，在轉(zhuǎn)輪進(jìn)口處空化現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)重，并且在葉片邊緣靠近下環(huán)部位空化區(qū)域不斷向上冠方向移動(dòng)。

(3)隨著空化數(shù)的增大，從轉(zhuǎn)輪9個(gè)葉片的空化程度來(lái)看，其表現(xiàn)出先增、后減的趨勢(shì)。整體而言，隨著空化數(shù)的增大，葉片上的空化程度降低。即在轉(zhuǎn)輪出口速度一定的情況下，壓力相對(duì)大時(shí)，空化比較小。

(4)轉(zhuǎn)輪葉片上的空化主要產(chǎn)生在葉片的進(jìn)口邊和靠近上冠的部位，根據(jù)空化和葉道渦的分布情況分析，葉片上的空化和葉道渦存在一定的相關(guān)關(guān)系，空泡的產(chǎn)生導(dǎo)致流道不暢，加劇了渦的產(chǎn)生。