水機渦輪彈性涂層抗沖蝕理論及應(yīng)用.pdf

1、水流挾帶沙粒沖擊流道邊壁造成的沖蝕損傷是水輪機渦輪等過流件早期失效的重要原因,它是流體動力學(xué)磨粒磨損的具體體現(xiàn),被認(rèn)為是世界性的技術(shù)難題.研究流道近壁粒子運動與邊壁材料響應(yīng)之間的內(nèi)在聯(lián)系,尋找流道抗沖蝕設(shè)計的一般規(guī)律及表面保護技術(shù)有著重要的科學(xué)與應(yīng)用意義.隨著世界工業(yè)化進程的加快,植被不斷遭到破壞,水土流失加劇,含沙河流愈來愈多,該領(lǐng)域的研究已受到各國研究人員的廣泛關(guān)注.本文在綜合國內(nèi)外關(guān)于水機沖蝕及相關(guān)領(lǐng)域研究文獻的基礎(chǔ)上,提出了采用

2、彈性涂層實現(xiàn)邊壁與邊界層擾動同步波動,變邊壁被動承受粒子沖擊為主動回避與粒子接觸的抗沖蝕設(shè)計理論;全面研究了彈性涂層的濕熱強度、沖蝕損傷特性、渦輪邊壁彈性涂層的制備技術(shù)以及工程應(yīng)用.全文共分七章.第一章為緒論,綜述了國內(nèi)外有關(guān)水輪機沖蝕的研究概況,闡述了本文的研究目的、意義與主要研究內(nèi)容.第二章導(dǎo)出了水機渦輪流道中的粒子運動微分方程,以此為基礎(chǔ),分析了粒子沖擊流道邊壁的條件及相關(guān)因素的影響.第三章通過分析流道邊界層擾動波與過流面沖蝕波紋

3、特征參數(shù)之間的對應(yīng)關(guān)系,提出了采用彈性涂層實現(xiàn)邊壁與邊界層擾動同步波動的抗沖蝕設(shè)計思想;分析了同步波動的條件、邊壁波動位移及粘接界面的波動應(yīng)力;根據(jù)數(shù)值計算結(jié)果,繪制出邊壁波動常數(shù)曲線.奠定了彈性涂層抗沖蝕的理論基礎(chǔ)并為彈性涂層配方設(shè)計提供了理論依據(jù).第四章采用理論與實驗相結(jié)合,分析了彈性涂層的固化內(nèi)應(yīng)力、濕熱特性與濕熱應(yīng)力以及涂層表面與粒子沖擊接觸過程的動應(yīng)力,所得結(jié)論是彈性涂層常規(guī)強度計算與可靠性設(shè)計的依據(jù).第五章采用自己安裝的實驗