作者簡介

本文是第二屆電力電子科普征文大賽的獲獎(jiǎng)作品，來自耿建華投稿。

我是一枚發(fā)電機(jī)上的葉片。出生不久，我就開始審視自己的身體：身上滿是絕妙飄逸的曲線，身材完美豐盈，真是美的不可方物。我開始無限自戀起來。如果看一下自己的體重，說實(shí)話愛上自己的身體不免有些讓人害羞，然而我迷戀的不僅是自己的美，還有各種大小不一的自己。世界上還有更大或者更小的各種葉片，從超過35米長的風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片，到不到1厘米長的微型渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)葉片，每一種葉片都如此之完美。所以，我愛的并不只是我自己，而是這種美本身。于是，我跟隨水輪發(fā)電機(jī)一起仔細(xì)傾聽工程師、工人師傅和工廠里的各種機(jī)器的對(duì)話，通過各種途徑了解我的由來。

其實(shí)，一開始工程師們并未將“美”作為設(shè)計(jì)工作的首選，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)。設(shè)計(jì)要求我的效率高，盡可能多的將水能轉(zhuǎn)換成機(jī)械能，再轉(zhuǎn)換成電能，而不是變成熱能白白損耗掉。設(shè)計(jì)時(shí)還需要保證我運(yùn)行穩(wěn)定。因?yàn)槲覀儼l(fā)電機(jī)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狀況。在某些情況下，轉(zhuǎn)輪的出口處會(huì)產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)的水流，它們碰到管壁的時(shí)候，會(huì)形成像錘子敲擊一樣的震動(dòng)。這種震動(dòng)不僅僅會(huì)讓我感到心驚肉跳，而且有可能給整個(gè)系統(tǒng)造成巨大損害。另外，在我和身邊的葉片之間，還會(huì)產(chǎn)生復(fù)雜的渦流，造成機(jī)組震動(dòng)。

人類無法準(zhǔn)確預(yù)測河流中的水在下一秒的運(yùn)動(dòng)情況，所以當(dāng)水流動(dòng)的時(shí)候，會(huì)對(duì)我產(chǎn)生一個(gè)沖力，同時(shí)還具有黏性，更會(huì)在某些地方產(chǎn)生渦流。不僅如此，水中還有沙子。它們?cè)斐闪烁鼜?fù)雜的“兩相流”。正因?yàn)槲夜ぷ髟凇靶中钡乃?，所以?duì)我身形的設(shè)定也就成了一個(gè)艱巨的任務(wù)。

工程師們運(yùn)用最先進(jìn)的軟件根據(jù)水流沖擊在我身上的效果，設(shè)計(jì)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(jì)成一個(gè)圓弧的形狀，保證各個(gè)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，我身體的曲線這才初步形成。

從力學(xué)角度講，葉片需要設(shè)計(jì)得比較薄，這樣效率才比較高，但是機(jī)械強(qiáng)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(jī)械強(qiáng)度，就需要有些地方薄，有些地方厚。工程師們計(jì)算出來我身上各個(gè)點(diǎn)承受的應(yīng)力和變形情況，以確定哪里薄，哪里厚。在這個(gè)計(jì)算過程中，工程師們確定了我身體的上萬個(gè)結(jié)點(diǎn)的受力情況。我身上復(fù)雜、曼妙的曲線逐漸形成。沒有一絲贅肉，亦非弱不禁風(fēng)。此時(shí)的我正是如此完美。

接下來工程師們還需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，再根據(jù)結(jié)果繼續(xù)優(yōu)化。設(shè)計(jì)我這樣的葉片，需要耗費(fèi)兩三個(gè)月的時(shí)間。其實(shí)，設(shè)計(jì)結(jié)果是百年來經(jīng)驗(yàn)積累的結(jié)晶，不斷地思考、計(jì)算和優(yōu)化，最終造就了我的美。

當(dāng)然，鑄造我是一件非常困難的事情。用來制造我的是一種高強(qiáng)度、高韌性，抗氣蝕、抗疲勞、可焊性能好的不銹鋼材料，里面加入了鉻、鎳、鉬等稀有金屬。鑄造廠通過多年的經(jīng)驗(yàn)，讓我的身體材料分布均勻，沒有氣孔，沒有裂紋。在鑄造完畢之后，還需要使用超聲波進(jìn)行探傷，再進(jìn)行熱處理，使我擁有更好的機(jī)械性能。初步鑄造成型之后，需要用坐標(biāo)數(shù)控鏜銑床進(jìn)行再加工。這個(gè)巨大而精密的機(jī)器根據(jù)電腦輸入的三維數(shù)據(jù)一點(diǎn)點(diǎn)勾畫出我的曲線，精度可達(dá)一到兩毫米。精加工完成之后，再經(jīng)過拋光。美麗的我就正式誕生了。

可是，我并不能一個(gè)人投入工作，需要加入一個(gè)團(tuán)隊(duì)。這是一個(gè)精度要求非常高的加工過程。焊接完成后，會(huì)有大量的殘余焊接應(yīng)力存在，也就是說我的身體和焊接的地方“別扭著勁兒”。它可能會(huì)讓我在運(yùn)行時(shí)斷裂。于是，工程師們把我放進(jìn)熱處理爐中進(jìn)行處理，讓我、上冠、下環(huán)、焊縫和其他的葉片兄弟們一起做“桑拿”舒展身體，釋放掉應(yīng)力。

當(dāng)引水的閘門打開，我便要開始工作了。湍急的水流進(jìn)入發(fā)電機(jī)組的渦殼，通過固定導(dǎo)葉和活動(dòng)導(dǎo)葉產(chǎn)生的環(huán)量，推動(dòng)著我旋轉(zhuǎn)，我身處在如同萬馬奔騰的湍流之中，從而帶動(dòng)發(fā)電機(jī)的“轉(zhuǎn)子”轉(zhuǎn)動(dòng)并切割磁力線，產(chǎn)生強(qiáng)勁的電流。一旦投入工作，我將永遠(yuǎn)浸在流動(dòng)的水中，我身體的美很難再被世人所看見。

在漫長的歲月里，我會(huì)承載著工程師和人們的希望，在水中不斷地運(yùn)動(dòng)并產(chǎn)生出強(qiáng)大的電流，讓人類社會(huì)利用綠色能源走向更加光明的未來。