1. 水轮机的空化与空蚀
原理：
空蚀主要是由于铸造和加工缺陷形成表面不平整、砂眼、气孔等所引起的局部流态突然变化而造成的。转桨式水轮机的局部空化和空蚀一般发生在转轮室连接的不光滑台阶处或局部凹坑处的后方；其局部空化和空蚀还可能发生在叶片固定螺钉及密封螺钉处，这是因螺钉的凹入或突出造成的。
混流式水轮机转轮上冠泄水孔后的空化和空蚀破坏，也是一种局部空化和空蚀。
2. 水轮机的空化与空蚀防止
一、出力下降 在水头不变的情况下，导叶开度指针已达到空载开度，而机组转速尚未达到额定转速或超过原来开度数值，确认机组出力下降。
其原因是：①水轮机的容积损失（流量损失）。
②水轮机的水力损失。
③水轮机的机械损失。
处理方法有四条：（一）在机组运行或停机情况下，保证尾水管淹没深度不得少于300毫米（冲击式水轮机除外）。
（二）注意进水或出水情况，使水流保持平稳畅通。
（三）保持转轮在正常状态下运转，发现杂音停机检查处理。
（四）对轴流定浆式水轮机，如突然出现机组出力下降，振动加剧，应立即停机检查。
＝、轴温剧升 水轮机轴承有导轴承和推力轴承，导轴承对立轴水轮机来讲，是防止机组旋转摆动或振动，保证轴心稳定。
推力轴承，承受转轮轴向推力。
其影响轴承温度剧升原因有：轴承安装质量差或轴承磨损；润滑油标号不符或油质恶化；润滑油系统故障供油不正常；冷却水系统故障冷却水中断；其它原因使机组振动等。
处理办法是：（一）对于水润滑的轴承，用的润滑水要严格过滤，保证水质，水中不能含有大量泥沙和油类物质，减少对轴承的磨损和橡胶的老化。
（二）稀油润滑当前一般采用自循环，采用甩油环和推力盘，本身由机组转动而自循环供油。
自循环运行要严密注视甩油环的工作状况，不允许有卡住现象，对推力盘供油状况以及油箱的油面水平。
（三）干油润滑的轴承，要注意干油（润滑脂）的规格是否与轴承用油相符，油质是否良好，定时加油，保证轴承空隙三分之一～五分之二为宜。
（四）保证轴承严密，防止压力水及灰尘进入轴承内。
（五）滑动轴承（轴瓦）的安装间隙与轴瓦的单位压力、旋转线速、润滑方式、油的粘度、主轴挠度、安装精度、机组允许振动及摆度有关，不能任意增大或缩小。
三、机组振动 引起机组振动的原因有：机械振动、水力振动、汽蚀振动、电气振动、轴承损坏振动等。
处理办法有：（一）校正水轮机与发电机连接好，保证平稳。
（二）检查蜗壳内有无杂物以及导叶损坏情况。
（三）严格控制不能在低水头、低负荷时运行。
（四）保证尾水淹没深度。
（五）三相电流不平衡，线路掉闸突然甩负荷等引起的振动，去掉励磁后振动可立即消失。
四、设备漏水 有的电站安全阀（调压阀）漏水，闸阀、蝴蝶阀、伸缩节、导水叶漏水，主轴与轴承座漏水等。
处理办法有：（－）减少导水叶之间的间隙，局部间隙最大不能超过0．05毫米。
（二）安全阀漏水可以用凡尔砂（研磨沙）研磨止水塞的方法达到接触严密。
（三）更换闸阀止水橡皮垫。
（四）更换橡皮止水圈（止水垫）。
（五）对中、小型电站采用水环密封，成锥形密封，调节好间隙以及挡油板位置。
（六）盘根轴封减少漏水，更换盘根压紧螺栓。
（七）对油、气密封点泄漏点处理最好的办法是用塑料带绕好后压紧螺栓。
五、调速器失灵 在中、小型电站运行中往往出现水轮机在空载开度时达不到额定转速，调速器全关闭时，导水叶不能全部关闭，转轮停不下来造成失灵。
处理办法有：（－）定时清理导水机构杂物，保持清洁，活动部分定时加油。
（二）进口水口必须设拦污栅，并经常进行清理。
（三）对有刹车装置的水轮机要特别注意及时更换刹车片，加好刹车油。
3. 水轮机的空化机理
很多种算法 Q=N/9.81Hη1η2 Q水轮机流量 N水轮发电机出力 H水头 η1水轮机效率 η2发电机效率 (Hs=10-KHrσ-▽/900) Hs水轮机吸出高度 K水轮机安全空化系数 一般为1.3 Hr水头 σ水轮机模型空化系数 ▽安装高程 Q1 水轮机单位流量 Q水轮机流量 D转轮直径 H水头
4. 水轮机的空化与空蚀的关系
卧式水轮发电机检修主要包括以下规程:
GB 8564—2003 水轮发电机安装技术规范
GB/T15468—2006水轮机基本技术条件
GB/T15469—1995 冲击式水轮机空蚀评定
GB/T17189—2007水力机械振动和现场测试规程
DL/T507—2002水轮发电机组起动试验规程
DL/T556—1994水轮发电机组振动监测装置设置导则
产品设计图纸及制造工艺文件
5. 水轮机的空化与空蚀的区别
水轮机的空化现象是水流在能量转换过程中产生的一种特殊现象。大约在本世纪初，发现轮船的高速金属螺旋桨在很短时间内就被破坏，后来在水轮机中也发生了转轮叶片遭受破坏的情况，空化现象就开始被人们发现和重视。
水轮机的工作介质是液体。液体的质点并不象固体那样围绕固定位置振动，而是质点的位置迁移较容易发生。在常温下，液体就显示了这种特性。液体质点从液体中离析的情况取决于该种液体的汽化特性。例如，水在一个标准大气力作用下，温度达到100℃时，发生沸腾汽化，而当周围环境压力降低到0.24mH2O时，空化现象即可发生。
由于液体具有汽化特性，则当液体在恒压下加热，或在恒温下用静力或动力方法降低其周围环境压力，都能使液体达到汽化状态。但在研究空化和空蚀时，对于由这两个不同条件形成的液体汽化现象在概念上是不同的。任何一种液体在衡定压力下加热，当液体温度高于某一温度时，液体开始汽化，形成汽泡，这称为沸腾。当液体温度一定时，降低压力到某一临界压力时，液体也会汽化或溶解于液体中的空气发育形成空穴，这种现象称为空化。
我们以前通常所讲的气蚀现象，实际上包括了空化和空蚀两个过程。空化乃是在液体中形成空穴使液相流体的连续性遭到破坏，它发生在压力下降到某一临界值的流动区域中。在空穴中主要充满着液体的蒸汽以及从溶液中析出的气体。当这些空穴进入压力较低的区域时，就开始发育成长为较大的气泡，然后，气泡被流体带到压力高于临界值的区域，气泡就将溃灭，这个过程称为空化。空化过程可以发生在液体内部，也可以发生固定边界上。空蚀是指由于空泡的溃灭，引起过流表面的材料损坏。在空泡溃灭过程中伴随着机械、电化、热力、化学等过程的作用。空蚀是空化的直接后果，空蚀只发生在固体边界上。
根据对汽蚀现象的多年观测，认为空化和空蚀破坏主要是机械破坏，化学和电化作用是次要的。在机械作用的同时，化学和电化腐蚀加速了机械破坏过程。空化和空蚀在破坏开始时，一般是金属表面失去光泽而变暗，接着是变毛糙而发展成麻点，一般呈针孔状，深度在1~2mm以内；再进一步使金属表面十分疏松成海绵状，也称为蜂窝状深度为3mm到几十毫米。汽蚀严重时，可能造成水轮机叶片的穿孔破坏。空化和空蚀的存在对水轮机运行极为不利，其影响主要表现在以下几方面：
1．破坏水轮机的过流部件，如导叶、转轮、转轮室、上下止漏环及尾水管等。
2．降低水轮机的出力和效率，因为空化和空蚀会破坏水流的正常运行规律和能量转换规律，并会增加水流的漏损和水力损失。
3．空化和空蚀严重时，可能使机组产生强烈的振动、噪音及负荷波动，导致机组不能安全稳定运行。
4．缩短了机组的检修周期，增加了机组检修的复杂性。空化和空蚀检修不仅耗用大量钢材，而且延长工期，影响电力生产。