工程流体力学【新】
适用课程: 流体力学Ⅰ(0182000110),流体力学Ⅱ(0182000210),流体力学Ⅲ(0182000310),流体力学Ⅳ(0182000410),工程流体力学(18009000),工程流体力学(18009001),流体力学(18027000),优秀课程(2012)【访问量:1655424】

空化和空浊简介

[1]空化

  在工程实际中,在管道和其它流体机械中,常有负压效应,如离心水泵的进水口,虹吸管的最高管段和外伸管嘴流束的缩颈处,都会形成一定的真空。而且随着流速的增高,压强将进一步降低。当压强降低到相应温度下饱和蒸气压强以下时,将出现空化现象。

  水在一个大气压的环境下,温度达到100℃时沸腾,一部分水由液态转化为汽态,形成气泡浮出水面。在20℃时,如果将水的压强降低到饱和蒸气压强2.3kPa以下时,也会产生沸腾,为了和100℃时的沸腾加以区分,通常称这种现象为空化。此时,水中的气泡称为空穴或者空泡。 

[2]空化系数

  流体力学中描述空化现象的特征参数为无量纲的空化系数σ(或称为空泡系数)。其定义式为 

     (5-70)

  式中p为液流的绝对压强,ρ为密度,v为截面平均流速,ps为液体在其温度下的饱和压强。

[3]空蚀 

  空化现象发生后将产生一些后续效应,如螺旋桨叶梢产生的大量气泡使螺旋桨的推进效率降低,产生宽频噪声,称为空化噪声;空化产生的压强脉动使叶轮机械的桨叶、船体发生振动;最为严重的是空泡溃灭时造成材料表面剥蚀的空蚀现象。

  当流场中的压强出现高低压周期性变化时或者低压区的空泡进入高压区时,在高压区将产生空泡溃灭。空泡溃灭时将产生两方面的作用,首先是空泡溃灭时产生微射流,这种微射流象锤击一般连续打击壁面,造成直接损伤;另外,空泡溃灭时产生冲击波对壁面形成冲击,无数溃灭的空泡产生的冲击波连续冲击壁面,造成壁面的疲劳损坏。这两种作用对壁面造成的破坏称为空蚀

上一页   返回