發(fā)電機葉片工藝介紹

　　“美的歷程”在我誕生前就開始了。一開始，工程師并未將“美”作為自己設(shè)計工作的方針，他們需要的是能完成工作的形體。要讓我能出色地完成工作任務(wù)，既需要滿足水力方面的要求，也需要滿足機械方面的要求。

　　水力方面，設(shè)計要求我的效率較高，盡可能多的將水能轉(zhuǎn)換成機械能，再轉(zhuǎn)換成電能，而不是變成熱能白白損耗掉。有一種“空化”現(xiàn)象一定要留意———如果你不是整日在水中旋轉(zhuǎn)，你可能無法理解“空化”現(xiàn)象。這是一種同時令我著迷而又恐慌的現(xiàn)象：因為葉片的旋轉(zhuǎn)，在某些區(qū)域形成低壓，水氣化成水蒸氣，在水中迅速膨脹，然后像炸彈一樣炸開，我的身體如果不斷受到這樣的沖擊，可能會被“炸”出小小的“彈坑”，最終導(dǎo)致崩潰。所以，在設(shè)計時，就要盡量避免形成這樣的低壓區(qū)域。

　　設(shè)計還需要保證我運行穩(wěn)定。因為我們混流式發(fā)電機的葉片是不能變化角度的，所以無法保證在任何水流下都工作在最佳工況。在某些工況下，轉(zhuǎn)輪的出口處會產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的水流，它們碰到管壁的時候，會形成像錘子敲擊一樣的震動。這種震動不僅僅會讓我感到心驚肉跳，而且有可能給整個系統(tǒng)造成巨大損害。另外，在我和身邊的葉片之間，還會產(chǎn)生復(fù)雜的渦流，造成機組震動。

　　2　水流有些怪脾氣

　　水是世界上最平常的事物，同時也是最神秘的事物。你們?nèi)祟愐呀?jīng)可以計算出千萬年后日月的運動軌跡，卻無法準(zhǔn)確預(yù)測河流中的水在下一秒的運動情況。當(dāng)水流動的時候，會對葉片產(chǎn)生一個沖力，同時還具有黏性，更會在某些地方產(chǎn)生渦流。對于渦流，人類的理解相當(dāng)有限，研究渦流力學(xué)的物理學(xué)家常常抱怨人類可以投入幾十億美金制造大型強子對撞機來砸出更微小的粒子，而不肯投入少得多的錢來研究最常見的渦流。不但如此，水中還有沙子。它們造成了更復(fù)雜的“兩相流”。正因為我工作在“玄而又玄”的水中，所以對我身形的設(shè)定也就成了一個艱巨的任務(wù)。

　　運用最先進的軟件，工程師們初步確定了水流沖擊在我身上的效果，設(shè)計出我身體基本的扭轉(zhuǎn)形狀。光是扭轉(zhuǎn)還不夠，我的形狀還必須滿足減少渦流的效果。我的前緣被設(shè)計成一個圓弧的形狀，保證各個方向的水流都能順暢地通過，而為了減少水的黏性造成的阻力，后面的身體比前緣薄了幾分，我身體的曲線初步形成。

　　從水力的角度來說，葉片需要設(shè)計得比較薄，這樣效率比較高，但是機械強度卻沒法滿足，所以必須有一定的厚度。在盡可能薄的情況下滿足機械強度，就需要有些地方薄，有些地方厚。工程師們計算出來我身上各個點承受的應(yīng)力和變形情況，以確定哪里薄，哪里厚。在這個計算過程中，工程師們確定了我身體的上萬個結(jié)點的受力情況。我身上復(fù)雜、曼妙的曲線逐漸形成。人類喜歡經(jīng)過大自然千錘百煉的肉體，沒有一絲贅肉，亦非弱不禁風(fēng)。我正是如此。

　　設(shè)計完畢，還需要進行實驗，再根據(jù)結(jié)果繼續(xù)優(yōu)化。設(shè)計我這樣的葉片，需要耗費兩三個月的時間。其實，設(shè)計結(jié)果是百年來經(jīng)驗積累的結(jié)晶，不斷地思考、計算和優(yōu)化，最終造就了我的美。

　　3　制造也是一門藝術(shù)