4.1　比转速对水泵水轮机空化性能的影响

比转速是现代水力机械专业中使用很广泛的水力参数，它代表了水力机组的综合特性。虽然在水泵工况和水轮机工况所使用的比转速表达方式有所不同，但无论哪种工况，一般来说其运行水头越高，其比转速则越小。对于相同运行水头的水泵水轮机来说，其比转速越高，则其同步转速也越高；对于相同尺寸的水泵水轮机来说，其比转速越高，要么是其转速越高，要么是其流量越大，或者是两者兼有；总的来说水泵水轮机比转速越高，其流速也越高。

从能量角度分析，水泵水轮机在水流能量与机械能之间相互转化的过程中，以采用较高的比转速为好。但是，对于相同运行水头和功率的水泵水轮机来说，随着比转速的增加，水泵水轮机尺寸随之减小，其流速则随之增加。水力机械空蚀破坏的程度一般认为与其流速的6次方成正比，也就是说随着比转速的增加，其空化系数也随之增加。在已运行的机组上曾有大量的实际观测资料可供分析比转速与空蚀破坏间的关系。曾有实例可提供数量上的概念：安装在南斯拉夫的巴斯塔（B.Basta）可逆式水泵水轮机（H=554m，P=294MW，n=428.6r/min）基本上是安装在日本的大平水泵水轮机的复制品（H=490m，P=256MW，n=400r/min）。两种机组是水力相似的，但是前者的转速比后者高7%，大平机组在运行了数千小时后空蚀不严重，但是巴斯塔机组在运行同样时间后空蚀相当厉害，如按1.07的6次方计算，后者的空蚀损伤应约为前者的1.5倍，实际观测大致证实了这种损伤的相对程度。

因此，对于较高运行水头的蓄能电站来说，采用较高比转速的水泵水轮机，既要保证机组的机械强度条件，又需要更大的淹没深度以换取良好的空化性能。