黏性沙级配对高速水流空化空蚀的影响

为研究黏性沙不同级配对高速水流空化空蚀的影响及机制,利用自主研发的小型循环式水洞试验装置,采用两条不同的黏性沙级配曲线进行较系统的试验研究。通过配置黏性沙小于某一粒径不同质量分数的挟沙水流,用压力动态数据采集系统实时量测水洞工作段空化区和空蚀区的压力;制作不同配合比的混凝土试件,使混凝土试件在黏性沙小于某一粒径不同质量分数工况下进行4 h的空蚀试验,以混凝土试件每小时质量损失表征空蚀量。结果表明:水洞工作段空蚀区各测点的时均压力和空化数随黏性沙小于某一粒径质量分数的减小而增大;混凝土试件空蚀量随黏性沙小于某一粒径质量分数的减小而增加;流速相同时,较高强度配合比混凝土试件的抗空蚀能力明显优于较低强度配合比的混凝土试件;较低流速下空蚀区主要位于试件前段,较高流速下则位于试件后段;试验所用黏性沙细颗粒比重越大,空蚀量越大。

黏性泥沙含沙量对高速水流空化空蚀的影响

为探究黏性泥沙含沙量对高速水流空化空蚀影响的机理,在小型循环式水洞中配制了不同含沙量的挟沙水流,用红外测沙仪测定了挟沙水流的含沙量,用压力数据采集系统量测了空化区及空蚀区各测点的压强,并求出空化数以分析空化发生的条件。为研究不同含沙量和不同流速情况下砼试件的空蚀情况,制作了7 d龄期、配合比为水灰比W/C=0.4,灰砂比C/S=1.5的砼试件,进行4 h的空蚀试验,空蚀量以砼试件每小时重量损失表示。试验结果表明:在黏性泥沙含沙量S=0~50 kg/m^(3)情况下,含沙量对空化空蚀的影响存在一个临界含沙量S=30 kg/m^(3),当含沙量S<30 kg/m^(3)时,砼试件的空蚀量随含沙量的增加而增大,表明含沙量对空蚀具有促进作用;当含沙量S>30 kg/m3时,砼试件的空蚀量则随含沙量的进一步增加而减小,表明含沙量对空蚀具有抑制作用。当流速增大时,空蚀程度也随之增大。

黏性泥沙粒径对高速水流空蚀影响的试验研究

在小型循环式水洞中对黏性泥沙粒径对高速水流空蚀影响的机理开展了试验研究。在水洞的水箱内筒中人工配制了含沙量s为12 kg/m^(3),中值粒径d 50分别为0.087,0.240,0.403 mm的3种黏性泥沙水样。为探究中值粒径对空蚀的影响,制作了不同配合比的混凝土试件,在空蚀区安装混凝土试件,使混凝土试件在不同中值粒径工况下进行4 h的空蚀试验,通过混凝土试件每小时的质量损失来表征空蚀量。试验结果表明:在含沙量s为12 kg/m^(3)工况下,水洞空蚀区各测点的压强和空化数随中值粒径的增加而升高,促进了空蚀的发生;当混凝土试件配合比、龄期不变时,混凝土试件的空蚀程度随中值粒径的增大而加深,空蚀范围扩大;当喉部流速提高时,空蚀则进一步扩大。较高强度配合比(水灰比=0.40,灰砂比=1.5)的混凝土试件在不同中值粒径时的抗空蚀能力优于较低强度配合比(水灰比=0.45,灰砂比=2.0)的混凝土试件。