CN202166579U - 测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置 - Google Patents
测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN202166579U CN202166579U CN2011202717364U CN201120271736U CN202166579U CN 202166579 U CN202166579 U CN 202166579U CN 2011202717364 U CN2011202717364 U CN 2011202717364U CN 201120271736 U CN201120271736 U CN 201120271736U CN 202166579 U CN202166579 U CN 202166579U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- abrasion
- generator
- cavitation erosion
- corrosion
- cavitation corrosion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
Links
Images
Landscapes
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
Abstract
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。
Description
技术领域
本实用新型属于防止材料空蚀和磨蚀破坏技术领域，具体的说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。
背景技术
空蚀是在一定的环境温度条件下，液体介质中因局部压力变化致使空泡形成和溃灭，材料连续受到高压、高速微射流冲击作用产生的表面破坏。火力发电厂的燃气涡轮机和水电站的水轮机等常因空蚀引起局部早期失效而导致效率降低、使用寿命降低和设备检修费用大大增加，造成十分惊人的能源和材料损失。此外，由于我国长江、黄河等流域生态环境恶化，水土流失严重，水中含沙量高，水轮机叶片、船舶螺旋桨和高压阀门等水力机械过流部件的表面空蚀破坏因迭加泥沙冲刷磨损（磨蚀）而加剧。例如，某水电站水轮机空蚀破坏严重，每2年就要大修一次，全厂11台机组检修费高达660万元，加上汛期停止发电的损失，成本是相当惊人的。空蚀和磨蚀破坏是水力发电设备普遍存在和极为关注的问题。
空蚀和磨蚀涉及材料力学性能和流动条件，如材料的硬度、抗疲劳性能、环境流体的速度、压力等诸多因素。材料抗空蚀和磨蚀的能力通常用空蚀和磨蚀稳定性表示。研究材料的抗空蚀、磨蚀性能通常用两种方式，一种是对某种材料进行现场原型实验，但试验历时较长,也不经济,同时由于现场环境的复杂性，困难较大；另一种是利用室内试验设备进行室内试验，在有条件时将其结果与现场资料进行对比。
目前，向水中掺气以减免空蚀的方法已在工程中广泛采用，有的通过对过流面的掺气的确起到了减免空蚀的效果。但是，掺气减蚀的效果直接与掺气浓度有关，当掺气浓度低于临界免蚀掺气浓度时将达不到最佳的减蚀效果。因此，对于各种材料的临界免蚀掺气浓度值的测量尤为重要。此外，掺气对于减免材料的空蚀与磨蚀共同作用的效果目前还研究较少。现有的试验方法都是单独研究材料在水体不掺气条件下的抗空蚀和磨蚀性能，缺乏水体掺气对减免材料空蚀和磨蚀作用共同迭加破坏的研究。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是：针对以上现有技术存在缺点，提出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，可用以研究水体掺气对材料空蚀和磨蚀破坏的防护作用。
本实用新型解决以上技术问题的技术方案是：
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。
本实用新型进一步限定的技术方案是：
前述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，通气管上设有阀门和流量计。
前述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，缩放型空蚀磨蚀发生器的进水口和出水口处都设有压力表。
前述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，缩放型空蚀磨蚀发生器的进水管和出水管上都设有阀门；缩放型空蚀磨蚀发生器的进水管上设有流量计。
前述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，缩放型空蚀磨蚀发生器上接有真空表。
本实用新型的优点是：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。
附图说明
图1为缩放型空蚀磨蚀发生器的剖面图。
图2为带有掺气设施的缩放型空蚀磨蚀发生器的剖面图。
图3为本实用新型实施例一的连接示意图。
图4为本实用新型实施例二的连接示意图。
具体实施方式
图1为缩放型空蚀磨蚀发生器的剖面图，F为水流流向；A为气流流向，缩放型空蚀磨蚀发生器1通过局部收缩减小过流面积，在喉管处过流面积最小，试验时高速水流在工作段喉部断面形成减压，当其压强将到临界压强以下时该处可以产生空穴，形成有主流的空化，在检测器件2表面产生空蚀破坏。如果所处流体为清水，则试件表面会受到空蚀破坏；如果所处流体为水沙混合体，则试件表面会受到空蚀和磨蚀共同作用。
如图2所示，在缩放型空蚀磨蚀发生器1上游增加了掺气管3向水体掺气，用以研究试件在水流掺气对试件空蚀强度的影响或者对空蚀、磨蚀共同作用强度的影响及临界掺气浓度。含有低浓度气泡的水流在缩放型空蚀发生器1中可以使检测器件2空蚀强度减弱，当水中气泡浓度足够高时，检测器件2将完全免受空蚀破坏，使得试件免除空蚀破坏的最低掺气浓度值即为试件材料在试验工况下的临界免蚀掺气浓度。
实施例1
本实施例为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，如图3所示，F为水流流向；A为气流流向，包括缩放型空蚀磨蚀发生器1和水库9，缩放型空蚀磨蚀发生器1内装有检测器件2，水库9通过水泵4连接至缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水口，缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水口还通过通气管3连接空压机10。通气管3上设有阀门5和流量计6；缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水口和出水口处都设有压力表7；缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水管和出水管上都设有阀门5；缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水管上设有流量计6；缩放型空蚀磨蚀发生器1上接有真空表8。本实施例用以研究水体掺气对材料空蚀破坏的减免作用以及临界免蚀掺气浓度，水库9中为清水。
通气管3采用空压机10向水中掺气，通气量由流量计6读出，缩放型空蚀发生器1中的水流流量与流速通过阀门5调节，流量通过流量计6读出，试验断面的流速根据流量和相应断面面积计算得到，掺气浓度根据通气量和水流量之比计算得到。
在试验过程中，调节相关装置使得掺气浓度分别为 C1，C2，C3，…，Cn，进行实验。在试验结束后取下试件进行质量测定；先用清洗液清洗，然后烘干，待自然冷却至室温时，置于高精度的电子分析天平上称重，检测试件是否有空蚀或磨蚀；根据试验实测数据，可以得到试件失质量与掺气浓度以及运行试验时间的关系曲线，即可得到该试件在不同掺气浓度下的抗空蚀性能参数。水库中水体为清水，使得试件在试验结束后失质量为零的最低掺气浓度值即为试件材料在试验工况下的临界免蚀掺气浓度。
实施例2
本实施例为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，如图4所示，F为水流流向；A为气流流向，包括缩放型空蚀磨蚀发生器1和水库9，缩放型空蚀磨蚀发生器1内装有检测器件2，水库9通过水泵4连接至缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水口，缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水口还通过通气管3连接空压机10。通气管3上设有阀门5和流量计6；缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水口和出水口处都设有压力表7；缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水管和出水管上都设有阀门5；缩放型空蚀磨蚀发生器1的进水管上设有流量计6；缩放型空蚀磨蚀发生器1上接有真空表8。本实施例用以研究水体掺气对材料空蚀和磨蚀共同作用破坏的减免作用，水库9中为含泥沙水体。
本实施例的试验方法同实施例一，根据试验实测数据，可以得到该试件在不同掺气浓度下的抗空蚀、磨蚀性能参数。水库中为含泥沙水体，使得试件在试验结束后失质量为常数的最低掺气浓度值即为试件材料在试验工况下的临界免蚀掺气浓度。
本实用新型还可以有其它实施方式，凡采用同等替换或等效变换形成的技术方案，均落在本实用新型要求保护的范围之内。
Claims (5)
1.测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，其特征在于：包括缩放型空蚀磨蚀发生器和水库，所述缩放型空蚀磨蚀发生器内装有检测器件，所述水库通过水泵连接至所述缩放型空蚀磨蚀发生器的进水口，所述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。
2.如权利要求1所述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，其特征在于：所述通气管上设有阀门和流量计。
3.如权利要求1所述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，其特征在于：所述缩放型空蚀磨蚀发生器的进水口和出水口处都设有压力表。
4.如权利要求1所述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，其特征在于：所述缩放型空蚀磨蚀发生器的进水管和出水管上都设有阀门；所述缩放型空蚀磨蚀发生器的进水管上设有流量计。
5.如权利要求1所述的测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置，其特征在于：所述缩放型空蚀磨蚀发生器上接有真空表。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011202717364U CN202166579U (zh) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | 测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN2011202717364U CN202166579U (zh) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | 测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN202166579U true CN202166579U (zh) | 2012-03-14 |
Family
ID=45802397
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN2011202717364U Expired - Lifetime CN202166579U (zh) | 2011-07-28 | 2011-07-28 | 测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN202166579U (zh) |
Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104007142A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-27 | 浙江省水利河口研究院 | 强涌潮传播过程中潮头复氧能力测试方法 |
| CN104089841A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-08 | 杭州国电大坝安全工程有限公司 | 抗冲磨仿真试验装置和试验方法 |
| CN105758754A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-13 | 中国矿业大学 | 一种空蚀磨蚀实验装置 |
| CN106404529A (zh) * | 2015-07-27 | 2017-02-15 | 株式会社日立制作所 | 用于抗空蚀部件的设计和制造的方法 |
| CN107238542A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-10 | 江苏大学 | 一种用于测量材料抗空蚀性能的试验装置 |
| CN107387932A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-24 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种能有效抑制管道阀门空蚀的通气方法 |
| CN107917853A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-17 | 安徽理工大学 | 一种掺气浓度测量装置及测量方法 |
| CN107941461A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-04-20 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种测算射流挟气量的装置 |
| CN109115641A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-01 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 水工混凝土冲磨与空蚀混合作用试验方法 |
| RU2697030C1 (ru) * | 2018-12-10 | 2019-08-08 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ проведения испытаний проката для нефтепромысловых труб на коррозионно-абразивный износ |
| CN114109842A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-01 | 吉林大学 | 一种复现轴流水泵空蚀现象实验装置 |
-
2011
- 2011-07-28 CN CN2011202717364U patent/CN202166579U/zh not_active Expired - Lifetime
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104007142A (zh) * | 2014-06-04 | 2014-08-27 | 浙江省水利河口研究院 | 强涌潮传播过程中潮头复氧能力测试方法 |
| CN104089841A (zh) * | 2014-07-08 | 2014-10-08 | 杭州国电大坝安全工程有限公司 | 抗冲磨仿真试验装置和试验方法 |
| CN106404529A (zh) * | 2015-07-27 | 2017-02-15 | 株式会社日立制作所 | 用于抗空蚀部件的设计和制造的方法 |
| CN106404529B (zh) * | 2015-07-27 | 2019-03-29 | 株式会社日立制作所 | 用于抗空蚀部件的设计和制造的方法 |
| CN105758754B (zh) * | 2016-02-29 | 2018-10-16 | 中国矿业大学 | 一种空蚀磨蚀实验装置 |
| CN105758754A (zh) * | 2016-02-29 | 2016-07-13 | 中国矿业大学 | 一种空蚀磨蚀实验装置 |
| CN107238542A (zh) * | 2017-05-11 | 2017-10-10 | 江苏大学 | 一种用于测量材料抗空蚀性能的试验装置 |
| CN107387932A (zh) * | 2017-08-01 | 2017-11-24 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种能有效抑制管道阀门空蚀的通气方法 |
| CN107917853A (zh) * | 2017-11-22 | 2018-04-17 | 安徽理工大学 | 一种掺气浓度测量装置及测量方法 |
| CN107941461A (zh) * | 2018-01-09 | 2018-04-20 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 一种测算射流挟气量的装置 |
| CN109115641A (zh) * | 2018-08-30 | 2019-01-01 | 水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院 | 水工混凝土冲磨与空蚀混合作用试验方法 |
| RU2697030C1 (ru) * | 2018-12-10 | 2019-08-08 | Публичное акционерное общество "Северсталь" (ПАО "Северсталь") | Способ проведения испытаний проката для нефтепромысловых труб на коррозионно-абразивный износ |
| CN114109842A (zh) * | 2021-10-28 | 2022-03-01 | 吉林大学 | 一种复现轴流水泵空蚀现象实验装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN202166579U (zh) | 测量材料抗空蚀磨蚀性能和临界免蚀掺气浓度的装置 | |
| Oshima et al. | Development of pump-turbine for seawater pumped storage power plant | |
| Padhy et al. | Effect of size and concentration of silt particles on erosion of Pelton turbine buckets | |
| CN104819824B (zh) | 水下自吸气喷嘴射流流动特性一体化测试装置系统 | |
| CN102735560A (zh) | 一种恒压水射流空蚀试验装置 | |
| CN202433273U (zh) | 卧式磨蚀试验装置 | |
| CN103921216B (zh) | 一种三相空化磨料水射流切割装置 | |
| CN106680196B (zh) | 一种评价缓蚀剂缓蚀效率的系统 | |
| Singal | Operation and maintenance problems in hydro turbine material in small hydro power plant | |
| CN103674751A (zh) | 一种喷射式混凝土冲磨试验机 | |
| CN102435414B (zh) | 掺气减蚀模型减压试验方法 | |
| Jonkobilov et al. | Shock wave velocity in two-phase pressure flow | |
| Chen et al. | Theoretical and experimental studies of hydraulic characteristics of discharge tunnel with vortex drop | |
| CN203643282U (zh) | 一种喷射式混凝土冲磨试验机 | |
| CN107061370A (zh) | 一种利用前置泵解决orc发电系统泵汽蚀的装置及其使用方法 | |
| Gondal et al. | Cavitation phenomenon and its effects in Francis turbines and amassed adeptness of hydel power plant | |
| Rivetti et al. | Implementation of pressurized air injection system in a Kaplan prototype for the reduction of vibration caused by tip vortex cavitation | |
| Jiang et al. | Cavitation performance of hydraulic turbines in the three gorges reservoir with consideration of influence of total phosphorus pollution | |
| CN206816565U (zh) | 一种利用前置泵解决orc发电系统泵汽蚀的装置 | |
| CN202166513U (zh) | 掺气减蚀模型减压试验装置 | |
| WeiDa | Design of dredging device for immersed gravel bed and analysis of water jet | |
| CN100389442C (zh) | 小型化的自循环空化机理实验仪 | |
| Ullah et al. | A comprehensive review on investigation of sediment erosion of pelton wheel turbine | |
| Liu et al. | Application of Pneumatic Desilting Technology in Zhentou Dam-I Hydropower Station | |
| Agarwal et al. | Effect of sand size and concentration on erosion in closed impeller of centrifugal pump |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| C53 | Correction of patent for invention or patent application | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Hu Yaan Inventor after: Yan Xiujun Inventor after: Wang Hesheng Inventor after: Ruan Shiping Inventor after: Feng Zhonghua Inventor before: Hu Yaan Inventor before: Yan Xiujun Inventor before: Wang Hesheng Inventor before: Ruan Shiping Inventor before: Feng Zhonghua |
|
| CX01 | Expiry of patent term |
Granted publication date: 20120314 |
|
| CX01 | Expiry of patent term |