科普四:泵的汽蚀现象

1)汽蚀的发现

1893年,英国一台驱逐舰螺旋桨被破坏了,人们确认是由于汽蚀的原因,这是汽蚀现象首次被发现。

螺旋桨的汽蚀试验

2)汽蚀发生的阶段

汽蚀发生可分为:初生阶段(用肉眼或其他手段检测出气泡的发生)

发达阶段(初生阶段进一步发展,气泡大量产生)

终结阶段(由于气泡上升到液体表面,气泡外部压力越来越小,然而气泡内部的压力使气泡膨胀,会使气泡内外压强趋于一种新的平衡状态,所以气泡会越到水面越大 并破裂升华,导致气泡潰灭)

3)汽蚀发生的过程

使液体汽化的压力为液体的汽化压力。现实中,我们知道液体汽化压力的大小和温度有关,如我们常用的打火机里的汽油,温度越高,分子运动越剧烈,其汽化压力越大。最终导致打火机爆炸。

液体在一定温度下,降低压力至该温度下汽化压力时,液体便产生充满气体的气泡,这是产生汽蚀的根本原因。

4)泵的汽蚀过程

水泵在运转时,过流部分的局部区域(如离心泵的进口叶片处),在绝对压力下降到当时温度下的汽化压力时,液体就在该过流处开始汽化,产生气泡,气泡随着液体向前流动,到达泵的增压处,气泡在高压下其急剧缩小破裂,在气泡破裂时,液体质点将以高速填充空穴,发生互相冲击而形成水击。这种产生气泡及气泡破裂使过流部件遭到破坏的过程就是泵的汽蚀过程。