水力机械空化与空蚀.ppt

水力机械空化与空蚀
空化与空蚀是发生于液体作为介质的水力机械中的一种特有现象,而在固体和空气中一般不会发生空化和空蚀。
所以空化与空蚀同样也是反映水轮机、水泵特性的一个重要指标,是设计、试验、运行中必须考虑的问题,并且一直是国内外水力机械领域中的重要研究课题。
§1-1 空化现象
一、空化现象
这是一种流体力学现象。
临界压力——把给定温度下,液体开始汽化的压力叫做临界压力。(在不同温度下,液体的临界压力是不同的)。
注意:当液体温度一定,而压力降低到相应的临界压力时,也会出现汽化现象,同时溶解于液体中的气体析出,形成空泡(空穴)。
§1-1 空化现象
沸腾、液体汽化
理想不可压缩流体的伯努利方程:
速度加大
位置升高
压力减小
液体汽化
§1-1 空化现象
在某个温度下,压力低到某一值时,液体发生汽化,此压力称为该温度下的汽化压力,一般用pv表示。液体流动过程中,如果某一部位的压力低于某一临界压力(一般情况,该临界压力与水的汽化压力接近)时,溶解于水的气体逸出,形成空泡(空穴),当空泡随水流运动到压力较高的地方时,空泡迅速凝结而溃灭。
§1-1 空化现象
空化:静止的或流动的液体,压力降到相应温度下的饱和蒸汽压力PV时,发生的汽化现象。
现象:
1)形成蒸汽型(含气型)空泡;
2)随着液体内部压力的变化,空泡生长、压缩和溃灭的全过程。
§1-1 空化现象
空化现象要点
空化是静止的或流动的液体的一种动态过程。无论固体或气体,在正常情况下都不会发生这种情况
空化是液体中压力降低的结果,只要使压力降低并保持在液体性质所决定的临界压力以下一定时间,空化就可能发生。所以可以通过控制压力来控制空化的出现及其变化过程
空化现象是一种物理变化过程,它涉及空泡生长、压缩和溃灭的全过程
空化:随着压力变化,液流中出现空泡状态(初生、发展、溃灭)及产生一系列物理化学变化称作空化(空穴)。
空蚀:指当空泡的溃灭过程发生于固壁表面,而使材料破坏,即由空化引起的材料破坏(侵蚀)。
空泡的产生与发展取决于液体的状态(温度和压力)以及液体本身的物理性质(所含杂质量及所溶解的气体等)。
§1-1 空化现象
1-2 空化的分类
按空泡存在形式和产生原因分为:
游移型空化
固定型空化
漩涡型空化
振动空化
游移型空化
由在液体中移动的孤立的瞬态空泡或空泡群组成的空化现象;
标志是空泡随液体的流动而移动;
空泡随流场压力的变化膨胀、收缩、溃灭;
游移的瞬态空泡,沿固体边壁的低压点初生或在液体内部移动的漩涡的核心部分出现。