当静止的或流动的液体内部压力降低到某一限度时，液体会产生汽化，局部形成汽泡或汽穴，随后在压力较高的地方汽泡或汽穴重新凝聚，这一整个过程为空蚀。在以水为介质的水轮机通道中，由于流速较高，压力降低是不可避免的，因而难免产生空蚀。当汽泡或汽穴随同水流一起进入高压区而发生凝聚时，由于时间非常短促，造成频率极高、压力很大的微观水击，及使固体温度升高，电化学腐蚀加剧等现象，从而加剧了固体材料破坏的进程。由空蚀现象引起材料的破坏叫空蚀破坏。

水轮机上发生的空蚀均属于流体动力空蚀，它大致上可分为三种类型：翼形空蚀、局部空蚀和间隙空蚀。

对混流式水轮机的空蚀破坏主要发生在转轮叶片的背面，间隙空蚀破坏一般发生在转轮的下环与导水机构中的底环的间隙中；翼形空蚀大多数位于靠近转轮下环的叶片背面。

混流式水轮机转轮叶片背面的空蚀破坏区一般有三个部位，如图6-2所示。即靠叶片进口边处，叶片挠曲度最大的部位，叶片的出水边。每区的破坏程度取决于转轮型号和运行条件。

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图6-2　转轮空蚀损坏部位

转轮叶片发生空蚀破坏的程度，同叶片的线型与表面的制造质量有很大关系。同一型号的转轮装在同一电站，工作条件又相近，然而空蚀破坏情况可能出现相差悬殊。同一转轮的不同叶片，表现出不同的空蚀性能，都说明了这一点。例如某电站3号机与2号机均为HL702—WJ—50型，其运行工况基本相同，但前者的空蚀破坏远比后者严重；2号机第5号叶片运行28175h基本完好，而其他叶片均遭到不同程度的破坏。翼形实测表明，发生严重空蚀破坏的叶片实际翼形与设计图样给定的翼型间的偏差达10～20mm，且表面凸凹不平；而2号机的第5号叶片翼形表面光滑，尺寸误差只有2～6mm。因此，制造和检修质量对保证叶片的寿命是十分重要的，否则不但容易发生翼形空蚀，而且还可能由于叶片表面的凹凸不平诱发局部空蚀。

对于高水头水轮机，由于转轮区域水流速度很大，更应注意通流表面的制造和检修质量，否则极易发生由于表面粗糙引起的局部空蚀。

混流式水轮机转轮出口处常形成一个同工况有关的空腔汽穴涡带，在其内部含大量的汽泡，当汽泡崩溃时，将使转轮的泄水锥以及尾水管的锥形和肘管遭到空蚀破坏；涡带的偏心旋转还会导致尾水管和机组的振动。