水流含沙特性对金属材料空蚀磨损的影响机制研究

项目名称： 水流含沙特性对金属材料空蚀磨损的影响机制研究

项目编号： No.51409187

项目类型： 青年科学基金项目

立项/批准年度： 2014

项目学科： 水利工程

项目作者： 缑文娟

作者单位： 天津大学

项目金额： 25万元

中文摘要： 水力机械或水工建筑物在含沙水流中运行时，空蚀和磨损联合作用下的破坏现象称为磨蚀。在高含沙河流上兴建高水头、大流量的水利工程，其过流面磨蚀破坏严重，威胁工程的安全运行。为了减缓和预测水力机械的磨蚀破坏，泥沙对磨蚀的影响一直是亟待解决的重要问题。本课题的目标是基于泥沙对材料的磨蚀影响和预测，达到控制过机水流的泥沙级配，减少过流面磨蚀破坏，为水力机械的设计和运行提供依据。本项申请的主要内容包括：（1）分析泥沙硬度、形状、粒径和含量对水流的运动特性影响，利用水流粘滞性，揭示泥沙抑制磨蚀破坏的机理。（2）通过物理试验，研究泥沙特性对多种金属材料的磨蚀破坏规律，验证细颗粒泥沙对磨蚀的抑制作用是否具有普遍性。（3）基于上述研究成果，以水电站运行原始资料为标准，采用理论分析和物理试验相结合的方法，构建水力机械磨蚀预测模型；基于该模型，建立过机水流的泥沙级配优化表达式，使过流面的磨蚀量与清水的空蚀量相等。

中文关键词： 空蚀；磨损；泥沙粒径；泥沙含量；预测模型

英文摘要： Cavitation damage in silt loaded river is a destructive phenomenon under the combined effects of cavitation erosion and abrasive wear to hydro structure and machinery. Along with the constructions of water conservancy projects with high head and big disch

英文关键词： Cavitation；Abrasion；Sediment size；Sediment concentration；Prediction model