水機(jī)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(jī)渦輪等過(guò)流件早期失效的重要原因,它是流體動(dòng)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(yùn)動(dòng)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(jì)的一般規(guī)律及表面保護(hù)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(jìn)程的加快,植被不斷遭到破壞,水土流失加劇,含沙河流愈來(lái)愈多,該領(lǐng)域的研究已受到各國(guó)研究人員的廣泛關(guān)注.本文在綜合國(guó)內(nèi)外關(guān)于水機(jī)沖蝕及相關(guān)領(lǐng)域研究文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上,提出了采用

2、彈性涂層實(shí)現(xiàn)邊壁與邊界層擾動(dòng)同步波動(dòng),變邊壁被動(dòng)承受粒子沖擊為主動(dòng)回避與粒子接觸的抗沖蝕設(shè)計(jì)理論;全面研究了彈性涂層的濕熱強(qiáng)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(guó)內(nèi)外有關(guān)水輪機(jī)沖蝕的研究概況,闡述了本文的研究目的、意義與主要研究?jī)?nèi)容.第二章導(dǎo)出了水機(jī)渦輪流道中的粒子運(yùn)動(dòng)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(guò)分析流道邊界層擾動(dòng)波與過(guò)流面沖蝕波紋

3、特征參數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,提出了采用彈性涂層實(shí)現(xiàn)邊壁與邊界層擾動(dòng)同步波動(dòng)的抗沖蝕設(shè)計(jì)思想;分析了同步波動(dòng)的條件、邊壁波動(dòng)位移及粘接界面的波動(dòng)應(yīng)力;根據(jù)數(shù)值計(jì)算結(jié)果,繪制出邊壁波動(dòng)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(jì)提供了理論依據(jù).第四章采用理論與實(shí)驗(yàn)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(guò)程的動(dòng)應(yīng)力,所得結(jié)論是彈性涂層常規(guī)強(qiáng)度計(jì)算與可靠性設(shè)計(jì)的依據(jù).第五章采用自己安裝的實(shí)驗(yàn)