汽蝕和閃蒸

　　汽蝕是材料在液體的壓力和溫度達(dá)到臨界值時(shí)產(chǎn)生的一種破壞形式,分為閃蒸和空化兩個(gè)階段。閃蒸是一種非?？焖俚霓D(zhuǎn)變過程,當(dāng)流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí),由于閥座和閥瓣形成局部收縮的流通面積,產(chǎn)生局部阻力,使流體的壓力和速度發(fā)生變化(見圖1) 。當(dāng)壓力為P1 的流體流經(jīng)節(jié)流孔時(shí),流速突然急劇增加,靜壓驟然下降,當(dāng)孔后壓力P2 在達(dá)到該流體所在情況下的飽和蒸汽壓力Pv 前,部分流體汽化成氣體,產(chǎn)生氣泡,形成氣液兩相共存現(xiàn)象,稱為閃蒸階段,可見它是一種系統(tǒng)現(xiàn)象。調(diào)節(jié)閥不能避免閃蒸的產(chǎn)生,除非系統(tǒng)條件改變。而當(dāng)閥門中液體的下游壓力又升回來,且高于飽和壓力時(shí),升高的壓力壓縮氣泡,使之突然破裂,稱為空化階段。在空化過程中飽和氣泡不再存在,而是迅速爆破變回液態(tài)。由于氣泡的體積大多比相同的液體體積大。所以說,氣泡的爆破是從大體積向小體積的轉(zhuǎn)變?？栈且环N從液態(tài)→飽和→液態(tài)的轉(zhuǎn)變過程,它不同于閃蒸現(xiàn)象。

　　汽蝕過程中氣泡破裂時(shí)所有的能量集中在破裂點(diǎn)上,產(chǎn)生幾千牛頓的沖擊力,沖擊波的壓力高達(dá)2 ×103 MPa ,大大超過了大部分金屬材料的疲勞破壞*限。同時(shí),局部溫度高達(dá)幾千攝氏度,這些過熱點(diǎn)引起的熱應(yīng)力是產(chǎn)生汽蝕破壞作用的主要因素。閃蒸產(chǎn)生侵蝕破壞作用,在零件表面形成光滑的磨痕。汽蝕如同砂子噴在零件表面一樣,將零件表層撕裂,形成粗糙的渣孔般的外表面。在高壓差惡劣條件下,*硬的閥瓣和閥座也會在很短時(shí)間內(nèi)遭到破壞,發(fā)生泄漏,影響閥門的使用性能。同時(shí)汽蝕過程中,空化時(shí)氣泡破裂釋放出巨大的能量,引起內(nèi)部零件的振動,產(chǎn)生高達(dá)10 kHz 的噪聲,氣泡越多,噪聲越嚴(yán)重。