抗空蝕材料

在水利水電工程中應(yīng)用的抗蝕材料主要有摻有硅粉的特種混凝土、金屬、鑄石和高分子材料等 。

選擇抗空蝕材料要考慮流速大小、過流介質(zhì)品質(zhì)品種和含量、環(huán)境溫度變化情況等，一般要同時兼顧抗空蝕和抗沖磨兩種性能 。

對于過流介質(zhì)以懸移質(zhì)為主的過流面， 抗磨蝕混凝土的強度等級根據(jù)含沙量和流速選擇。C40以上抗磨蝕混凝土必須摻用硅粉和 高效減水劑。對于過流介質(zhì)以推移質(zhì)為主的過流面，應(yīng)根據(jù)流速大小和過流介質(zhì)品質(zhì)選擇特種抗磨蝕材料，如C50以上硅粉鐵礦石骨料混凝上、硅粉鑄石砂石骨料混凝土、硅粉鋼纖維混凝土，或采用高強抗磨蝕混凝土，嵌固鋼軌、鋼板、質(zhì)地堅硬的卵石或條石等 。

有機高分子材料常用的有環(huán)氧樹脂、聚氨樹脂等。一般用于水輪機葉片的抗空蝕材料。高分子混凝土材料由于其線膨脹系數(shù)與基底混凝土相差4?5倍，泄水建筑物中只適用于水下環(huán)境溫度長期穩(wěn)定的部位 。

抗空蝕材料原理

材料的抗空蝕性能與材料本身的物性、 力學(xué)特性、內(nèi)部結(jié)構(gòu)特性以及其化學(xué)性能等有關(guān)。要根據(jù)水流的運動特性與材料的特性對抗蝕材料進行優(yōu)選，因為在不同的水動力條件下會有不同的空泡流動和位置不同的空蝕 。

抗空蝕材料抗空蝕能力

一般情況下，剛度大的材料抗空蝕能力也較佳。但韌性材料可吸收一部分沖擊能量，減少材料因疲勞而導(dǎo)致的斷裂破壞。延性高、 彈性模量低的材料可貯存部分沖擊能量，但不能超過材料的彈性極限，否則會產(chǎn)生突然斷裂 。

摻氣抗蝕設(shè)施(aerators)，是使高速水流在其邊界附近摻氣以防止泄水建筑物邊壁材料空蝕破壞的工程設(shè)施的統(tǒng)稱。一般是在易發(fā)生空蝕的過水邊壁設(shè)置局部挑起、突跌、突擴等體型構(gòu)造物，使急流通過時產(chǎn)生脫離和低壓腔，此低壓腔部位有與大氣連通的通氣孔，于是水流仍能不斷挾卷和摻入空氣。

摻氣抗蝕設(shè)施，按體型分,實用設(shè)施有挑坎式、跌坎式、跌槽式、挑跌坎式、坎槽聯(lián)合式以及平面實擴式;除最后一種主要用于高壓閘門后水流側(cè)壁摻氣外,其余五種都用于水流底部摻氣,其中有坎的常合稱為摻氣坎,有槽的又合稱為摻氣槽。摻氣能改變水流與邊壁間的壓力狀態(tài),使空泡潰滅時作用于邊壁的沖擊力大為減弱，從而起防蝕作用。但從摻氣設(shè)施處摻入的空氣仍會沿程逐漸逸出，故當(dāng)高速水流流程很長時,要有多道設(shè)施。目前經(jīng)驗表明，一道摻氣設(shè)施的保護長度可達50~60m。經(jīng)驗還表明,以氣體積與水體積之比表示的摻氣量達5%時足可使一般混凝土邊壁有效抗蝕。水流表面自摻氣顯然可擴展至全過水?dāng)嗝娴牟课豢刹槐赜蒙鲜鲈O(shè)施。2100433B