什么是“汽蚀”现象?

作者:王虹 www.yuediqu.com    2025-05-20
什么是汽蚀现象?~

气蚀现象:
气蚀就是流体在压力变化和高速流动条件下,与金属物体接触,而导致金属表面出现空洞侵蚀的现象。其实气蚀就是金属与液体相对运动导致的表面损伤,对金属具有很大的危害,气蚀产生的小侵蚀点,会逐渐的扩大成为空洞,严重的影响了机械的使用性能。
气蚀现象经常会出现在水泵零件,船只螺旋桨等,经常与高速流动水接触的地方。科学上除了少量无法解释的现象,比如赫斯达伦现象,大多数都已经解开了谜团。
气蚀最早是在1902年英国驱逐舰Cobra号上发现的,起初人们都认为螺旋桨的金属剥落可能是海水侵蚀的结果,但是后来通过研究发现,蒸馏水中也会出现类似的侵蚀,这才得知是机械冲击力导致的。

危害:
1、破坏机械零件,这是最直接主要的一点,因为机械侵蚀的作用,使金属材料容易遭到破坏,特别是经常发生在离心泵的叶片和船只的螺旋桨扇叶上,刚开始会形成斑驳的点,之后就会呈现蜂窝状,鱼鳞状的痕迹,严重时甚至能导致叶片毁坏,直接酿成大型事故。
2、产生大量的噪音和震动,气蚀现象是由于水中压力不均产生的气泡炸裂,所以经常会听到金属撞击的声音,严重时甚至会发出爆炸声。
3、降低了零件的机械性能,因为气蚀导致零件表面产生麻点状的侵蚀痕迹,所以在机械运行时增加了阻力,而且在离心泵中大量的气泡会导致流管堵塞,导致液体流通不畅。

汽蚀是一种会加速泵磨损的现象,主要是因泵内区域压力过低导致液体汽化,从而产生大量的气泡,这些气泡随着液体一起运动至高压区域后开始凝结后破灭,因气泡量多同时破灭速度飞快,每粒气泡在破灭时都会对泵的过流部件造成水压冲击,长期以往就会导致泵的过流部件被磨损或至穿透。

液体在叶轮入口处流速增加,压力低于工作水温的对应的饱和压力时,会引起一部分液体蒸发(即汽化)。蒸发后的汽泡进入压力较高的区域时,受压突然凝结,于是四周的液体就向此处补充,造成水力冲击。这种现象称为汽蚀。

这种现象称为汽蚀。 由于叶轮入口处压力低于工作水温的饱和压力,所以会引起一部分液体蒸发(即汽化)。蒸发后汽泡进入压力较高的区域时,受压突然凝结,于是四周的液体就向此处补充,造成水力冲击,这种现象称为汽...

当离心泵叶轮处压强小于液体的饱和蒸汽压时,液体开始气化,产生大量气泡。当汽泡随流体流进入高压区,汽泡在高压液体的作用下,迅速凝结而破裂。此时,流体以极高的流速向气泡原先占有的空间冲击,形成局部的水力冲击。

汽蚀是指固体表面与液体相对运动时,流体介质在固体表面附近形成大量的气泡,气泡运动到液体压力大于气泡压力的地方时,气泡不断的破灭。上面的叙述也许有些抽象,我们的生活中随处都有气蚀的存在,如划船时,船桨拨动湖水,在船桨的附近就会形成很多气泡,这些气泡的不断产生、破灭就会对船桨产生气蚀破坏。
气泡在溃灭的过程中会产生极大的冲击力和高温,正是这样的冲击力和高温不断作用于固体表面,导致“滴水穿石”效应,造成了与流体接触的固体表面的损伤。损伤的开始,固体表面仅仅是出现气蚀的小坑,进而坑中物质被掏空形成海绵状,最后,海绵状损伤联通后就形成固体材料的大面积凹坑剥落,导致材料严重的气蚀损伤,这样的损伤使得固体的零部件失去了正常有效工作的能力。
在科学探究过程中,气蚀过程是一个十分复杂的物理、化学过程,也是一个多学科交叉研究领域,涉及到材料学、机械设计、流动动力学、材料力学、材料物理、物理化学、腐蚀科学、摩擦学等很多学科,只有对这些学科知识的综合考虑和运用,才能解释过流部件表面不同种类材料与液体介质之间的流体力学、电化学等的耦合交互作用,进而解释相应的气蚀现象。气蚀的伤害广泛的存在于各类军民舰船螺旋桨、海洋大型装备部件、航空发动机泵体、水轮机叶片、水泵零件等,由此造成的国民经济损失巨大。
对于汽车减震器而言,气蚀也是常见的故障之一,由于进口池或管路减震器不合理,以及未充分考虑大气压、温度、介质气化压力的变化等常常因为汽蚀而引起减震器的过早失效。已经安装服役的减震器几乎没有办法完全克服减震器本身汽蚀性能差造成的汽蚀破坏。本文将主要介绍减轻在役减震器汽蚀破坏的方法,这些方法在实际应用中均取得了明显的效果。
汽蚀的产生原因汽蚀是由液体汽化引起的,液体分子逸出液体表面,成为气体分子的过程。液体的汽化程度与压力的大小、温度高低有关。
溶解于液体中的气体,在压力和温度变化时也会释放出来,形成汽穴。当液体内部压力下降,低于液体在该温度下的饱和蒸汽压时,在局部区域形成汽泡或汽穴;而在压力升高的地方汽泡突然被四周的压力压破,液流因惯性以极高的速度向汽泡的中心挤压,对设备造成力冲击。这种微泡的产生、溃裂以及对过流表面产生物理和化学作用的整个过程称为汽蚀。如果液体中不含任何杂质,即使在压力很低时也不会发生汽蚀。国外的汽蚀研究者通过试验认为,超高纯的抗拉强度(远远超过通常的金属材料的抗拉强度。但通常的液体中总是含气体或固体,这些杂质成为汽蚀核子,在一定条件下诱发空穴的发生。含砂流由于与砂的比重不同,砂粒运动轨迹与流线脱离,可能会加速汽蚀的发生。
在役减震器的汽蚀诊断方法,减震器的使用者通常无法利用制造厂流量一定时扬程的下降来判定汽蚀是否发生的方法。在役减震器是否发生汽蚀,除在汽蚀破坏后观察法外可以采用
(1)超声波法;
(2)减震器体外噪声法;
(3)振动法等方法判断。
目前认为,涂层材料的硬度、韧性、致密性和耐介质腐蚀性是影响材料耐气蚀性能的关键因素。针对上述影响因素,研究人员创造性地利用“有机-无机”复合,制备了树脂增韧陶瓷耐气蚀涂层。
利用具有优异耐高温耐腐蚀性能的Ni基合金粉末,制备了相关耐气蚀涂层材料,揭示了涂层晶体结构演变、物相、组织改善对涂层在人工海水中耐气蚀能力提高的机理;研究了涂层表面形成的腐蚀膜与涂层气蚀性能的交互作用并进行了深入剖析;通过对涂层气蚀斑区域进行电化学测试,分析了气蚀损伤的电化学腐蚀作用机制。
在流体介质中,涂层材料本身的力学性能、涂层中微缺陷的改善均可提升涂层的耐气蚀性能;耐腐蚀性能的提升会缓和气蚀的损伤过程,针对腐蚀-气蚀耦合作用,腐蚀会加剧气蚀损伤,但是所造成的最终材料失效,仍是以气蚀损伤为主。


相关问答:

#15614918585#:什么是气蚀现象?如何避免气蚀现象?如何避免气蚀现象呢?
戚垄疯: 汽蚀经常发生在水泵、船舶螺旋桨等部件中。,在那里它们经常接触到高速流动的水。在科学上,除了少数无法解释的现象,如赫斯·达伦现象,大部分都已经解开了谜团。1902年在英国驱逐舰眼镜蛇号上首次发现了空化现象。起初,人们认为螺旋桨的金属剥落可能是海水侵蚀的结果。但后来通过研究发现,蒸馏水也会出现...

#15614918585#:什么叫做离心泵的气蚀现象
戚垄疯: 汽蚀现象在离心泵运行过程中尤为显著,特别是当泵的安装高度增加时。这时,泵内的压力会相应降低,而压力最低点通常出现在叶轮叶片进口稍后的一点附近。若此处压力降至被输送液体在特定温度下的饱和蒸汽压,便会触发沸腾效应,生成大量蒸汽泡。这些蒸汽泡随着液体从入口流向泵的外周,过程中由于压力迅速增大...

#15614918585#:什么是汽蚀
戚垄疯: 汽蚀,也被称为汽蚀现象,是液体在泵输送过程中由于某些原因导致的局部气体积聚和蒸发产生的现象。这一现象在泵的运作中尤为常见,尤其在离心泵中更为突出。汽蚀的产生不仅会影响泵的正常运行,还可能导致泵的损坏和性能下降。汽蚀现象的产生机制涉及到流体动力学和热力学的基本原理。简单来说,当液体被泵...

#15614918585#:什么是水泵的汽蚀现象?有何危害?又如何防止汽蚀的发生?
戚垄疯: 汽蚀过程的不稳定性还会引发水泵产生振动和噪音。具体来说,汽蚀时汽泡堵塞了叶轮流道,从而导致流量和扬程的降低。在极端情况下,这种堵塞可能导致输水中断。为了防止汽蚀现象的发生,可以采取一系列措施。首先,合理选择泵的安装高度,避免超过允许的吸上真空高度。其次,适当提高泵的进口流速,以减少局部真空...

#15614918585#:什么是汽蚀?离心泵发生汽蚀时有什么现象?
戚垄疯: 这种气体的汽化、凝结、冲击和对金属的剥蚀综合现象称为汽蚀。汽蚀过程的不稳定性会导致泵发生振动和噪音,同时汽泡堵塞叶轮槽道,造成流量、扬程降低,效率下降,严重时泵无法正常工作。因此,泵在工作过程中必须防止汽蚀现象发生。一旦发生汽蚀,应立即停泵,关闭进口阀,泵彻底放空,重新灌注。确信泵已...

#15614918585#:汽蚀的是什么意思?
戚垄疯: 防范措施:选择适当的液体进行冷却和润滑,配合过滤和吸气装置,减小液体泡沫和瓦斯的采入。根据液体的性质和设备的工作条件选择适合的材料。控制流速和降低液体的出口速度,以保持其在安全范围内。定期检测整修设备,及时更换损坏部件,修补缺陷,以提高机器的使用寿命。学术研究:汽蚀现象已经引起了学者的广泛...

#15614918585#:什么叫泵的汽蚀现象?怎样防止汽蚀现象发生?
戚垄疯: 随后,周围液体以极高速度向这个空穴冲去,产生高压力,连续地冲击叶轮表面,造成叶片表面的高速、高压水力冲击。这种反复的汽化、凝结和冲击过程导致叶片表面因疲劳而被侵蚀,形成麻点和蜂窝状结构,这就是汽蚀现象。为了防止CYZ自吸式离心油泵出现汽蚀现象,可以采取以下措施:首先,通过设计和制造改进叶轮的...

#15614918585#:什么叫气蚀现象?
戚垄疯: 气蚀产生的原因是入口压力小于流体输送温度下的饱和蒸汽压。气蚀现象(或汽蚀现象)是指离心泵安装高度提高时,将导致泵内压力降低,泵内压力最低点通常位于叶轮叶片进口附近,液体以很大的速度从周围冲向气泡中心,产生频率很高、瞬时压力很大的冲击,这种现象称为汽蚀现象。气蚀产生的原因是入口压力小于流体...

#15614918585#:什么是给水泵的汽蚀现象?对泵有何影响?
戚垄疯: 这些汽泡随水流进入压力较高的区域后,会因为压力的突然增加而迅速凝结。这一过程会产生巨大的冲击力,导致周围液体以极高的速度冲向汽泡破裂的位置,形成所谓的水冲击。长期的水冲击会导致材料表面逐渐产生疲劳损坏,形成微小的侵蚀洞穴,这些洞穴通常呈现出蜂窝状的结构,这种现象被称为汽蚀。汽蚀现象对泵...

#15614918585#:什么叫水泵的汽蚀现象?
戚垄疯: 【答案】:当水泵入水口的压力低于饱含蒸汽压力时,在入水口的水便发生气化,由气化引起化学腐蚀和机械剥削,这样引起的破坏作用叫汽蚀现象