水力机械常发生什么空化

① 空化是什么

空化

液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴（空泡）的形成、发展和溃灭的过程。

简介

液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭的过程。1873年O．雷诺从理论上预言，船桨和水之间的高速相对运动会产生影响船桨性能的真空腔。1897年S．W．巴纳比和C．A．帕森斯在“果敢号”鱼雷艇和几艘蒸汽机船相继发生推进器效率严重下降事件以后，提出了“空化”的概念，并指出在液体和物体内存在高速相对运动的场合就可能出现空化。第二次世界大战后，有关空化研究的国际学术活动相当频繁。国际船模试验池协会(ITTC)、国际水力学研究协会(IAHR)和船舶水动力学协会都把空化研究列为重要议题；此外，还经常举办空化专题讨论会

液体运动中物体受空化冲击后，表面会出现的变形和材料剥蚀现象，又称剥蚀或气蚀。空化过程中，空泡急速产生、扩张和溃灭，在液体中形成激波或高速微射流。金属材料受到冲击后，表面晶体结构被扭曲，出现化学不稳定性，使邻近晶粒具有不同的电势，从而加速电化学腐蚀过程。剥蚀区域材料的机械性能显著恶化，导致空蚀量剧增。在有关工程设计中，须预先进行模型试验，采取措施，尽量避免发生空蚀；也可在会发生空蚀的部位涂上或包上弹性强的抗空蚀材料，或注入气体以吸收空泡溃灭所辐射的能量。是局部空化（局部边界面上出现空泡）的后果，故有时可利用超空化状态（固体整个边界面上的空泡发展延伸到固体尾端的液体中）来避免空化，如设计高转速的超空化螺旋桨和超空化水泵等。

船用螺旋桨、舵、永翼、水中兵器，水泵、水轮机、高速涵洞、闸门槽、液体火箭泵、柴油机气缸套等都会遇到空化问题，造成效率降低，材料剥蚀，并产生振动和噪声。但是，在进行流态显示、水力钻孔和工业清洗作业中，空化并不完全是有害的，而在化学工程、医药工程、空间工程和核工程方面还是有应用价值的。

② 在供水方面， 什么是水锤效应

你要找的是水锤效应吧
水锤的定义
水锤是在突然停电或者在阀门关闭太快时,由于压力水流的惯性,产生水流冲击波,就象锤子敲打一样,所以叫水锤。水流冲击波来回产生的力，有时会很大，从而破坏阀门和水泵。
“水锤效应”是指在水管内部，管内壁光滑，水流动自如。当打开的阀门突然关闭，水流对阀门及管壁，主要是阀门会产生一个压力。由于管壁光滑，后续水流在惯性的作用下，迅速达到最大，并产生破坏作用，这就是水利学当中的“水锤效应”，也就是正水锤。在水利管道建设中都要考虑这一因素。相反，关闭的阀门在突然打开后，也会产生水锤，叫负水锤，也有一定的破坏力，但没有前者大。
电动水泵合电压起动时，在不到1s的时间内，即可从静止状态加速到额定转速，管道内的流量则从零增加到额定流量。由于流体具有动量和一定程度的可压缩性，所以，流量的急剧变化将在管道内引起压强过压或过低的冲击，以及出现“空化”现象。 压力的冲击将使管壁受力而产生噪声，犹如锤子敲击管子一般，称为“水锤效应”。
水锤效应只和水本身的惯性有关系，和水泵没有关系。

水锤效应的危害
水锤效应有极大的破坏性：压强过高，将引起管子的破裂，反之，压强过低又会导致管子的瘪塌，还会损坏阀门和固定件。
当切断电源而停机时，泵水系统的势能将克服电动机的惯性而命名系统急剧地停止，这也同样会引起压力的冲击和水锤效应。
为了消除水锤效应的严重后果，在管路中需要受到一系列缓冲措施和设备。

水锤消除器
水锤消除器能在无需阻止流体流动的情况下，有效地消除各类流体在传输系统可能产生的水外锤和浪涌发生的不规则水击波震荡，从而达到消除具有破坏性的冲击波，起到保护之目的。
水锤消除器的内部有一密闭的容气腔，下端为一活塞，当冲击波传入水锤消除器时，水击波作用于活塞上，活塞将往容气腔方向运动。活塞运动的行程与容气腔内的气体压力、水击波大小有关，活塞在一定压力的气体和不规则水击双重作用下，做上下运动，形成一个动态的平衡，这样就有效地消除了不规则的水击波震荡。

水锤效应的利用
水锤泵站是利用水锤压力提水的泵站，适用于山区小流量高扬程供水，由水锤泵及相应的水工建筑物组成，为山区微型水力提灌泵站的一种新型式，通常也简称它为新式微型水力站或水力站。水锤泵站可分为直流水锤泵站和交流水锤泵站两大类型。目前大多数水锤泵站可归类为直流水锤泵站。直流水锤泵站由微水力源、进水池、动力进水钢管（长管路）、控制阀门、直流水锤泵、扬水管、储用大池等组成。
直流水锤泵是一种液压水锤泵，直接采用水锤效应用来开发水的落差进行扬水的水力机械，其最大特点是不需要专门的动力机，不需要燃料和电力，在有适当落差水头的情况下可连续地运转扬水。
参考资料：http://www.80back.cn/html/2/0803/561.html

③ 什么是空化性能

根据水力机来械相似理论,用水力自机械模型在专门的试验装置上进行的用以判断原型的各种参数...空化试验对水轮机或水泵水轮机的水轮机工况，测定不同工况下电站空化系数（σp）与水轮机空化现象的关系，进而确定表征水轮机空化性能的空化系数。

④ 怎样判别水泵发生空化景象

空化现象指的是在液态水流中的蒸汽气泡等中空形成物的产生和突然破裂的现回象。对于离心泵内空答化现象的出现，规模和影响有不同的空化标准，并且蒸汽空化和气体空化是有区别的。

产生空化现象的判断标准

·空化气泡从叶片的进气边缘开始出现（初生空化．NPSH）直至达到定义的最大气泡长度，（如气泡长度5mm）。在气泡观察实验中，将入口的压力逐渐降低，直到出现第一个可见的空化气泡。

·水泵空化现象可能由空化造成的扬程（△H）下降，达到定义的最大下降数值△H=0.03H或者在一些高速运行的螺杆泵经常出现△H=O.OOH（指产生空化扬程下降的初始阶段）。相应的NPSH数值用NPSH。以及NPSH。来表示。

·水泵空化现象可能由空化造成的效率（△η）下降，达到定义的最大下降数值（比如△η=0。03η）。

·水泵空化现象可能由空化造成的扬程（△H）下降，导致扬程故障（落差）。

·水泵空化现象可能由空化造成的蜗壳泵的材料腐蚀达到固定时段定义的最大程度。

·水泵空化现象可能由空化造成的噪声水平的提高，达到定义的最大噪声水平。

⑤ 什么是流体空化现象 会导致什么危害

流体空化现象：由于液体中形成的空穴崩溃而产生的高温、高压、放电、发光和激震波等的作用。存在于液体中的微气核空化泡在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括3个阶段：空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。当盛满液体的容器当通入超声波后，由于液体振动而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速闭合，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在气泡被压缩直至崩溃的一瞬间，会产生巨大的瞬时压力，一般可高达几十兆帕至上百兆帕。
空穴形成的因素可能是：强烈的超声波的照射，爆炸时的激震，高速流体冲激摩擦或剧烈的化学反应等。空化作用可用于促进化学反应，粉碎液内悬浮物，制造乳剂，杀灭细菌，或清洗机件等。
流体空化现象会导致的危害：气泡的形成和破灭均在极短的时间内完成，但其破灭时产生的冲击力是相当大的，会对阀门及管道产生极大的破坏作用，主要体现在3个方面：
（1）阀门损坏：空化现象造成的气蚀对阀芯和阀座的破坏极其严重，密封面因经常受到空化现象产生的冲击，致使阀门泄漏。
（2）振动：空化现象发生时使阀门在垂直和水平方向产生剧烈的振动，加速了管道和阀门的机械磨损，同时振动造成紧固件松动，直接威胁安全生产。
（3）噪声：空化现象产生的噪声，影响操作环境。

⑥ 空化现象为什么常常发生在旋涡区

漩涡区压力低，尤其是集中涡，中心压力低，易到达空化的临界压力。看看文献吧。

⑦ 空化现象

超声波空化作用是指存在于液体中的微气核空化泡)在声波的作用下振动，当声压达到一定值时发生的生长和崩溃的动力学过程。空化作用一般包括3个阶段：空化泡的形成、长大和剧烈的崩溃。当盛满液体的容器当通入超声波后，由于液体振动而产生数以万计的微小气泡，即空化泡。这些气泡在超声波纵向传播形成的负压区生长，而在正压区迅速闭合，从而在交替正负压强下受到压缩和拉伸。在气泡被压缩直至崩溃的一瞬间，会产生巨大的瞬时压力，一般可高达几十兆帕至上百兆帕。 Suslick等人测得：空化可使气相反应区的温度达到5 200 K左右，液相反应区的有效温度达到1 900 K左右，局部压力在5．O5× 10 kPa，温度变化率高达10。K／s，并伴有强烈的冲击波和时速达400 km 的微射流。这种巨大的瞬时压力，可以使悬浮在液体中的固体表面受到急剧的破坏。通常将超声波空化分为稳态空化和瞬间空化2种类型：稳态空化是指在声强较低(一般小于10 w／cm )时产生的空化泡，其大小在其平衡尺寸附近振荡，生成周期达数个循环。当扩大到使其自身共振频率与声波频率相等时，发生声场与气泡的最大能量耦合，产生明显的空化作用。瞬态空化则是指在较大的声强(一般大于1O w／cm )作用下产生的生存周期较短的空化泡(大都发生在1个声波周期内)。
超声波的广泛的运用于各个领域就是应用了其空化作用以及其空化伴随着机械效应、热效应、化学效应、生物效应等等，机械效应和化学效应的应用，前者主要表现在非均相反应界面的增大；后者主要是由于空化过程中产生的高温高压使得高分子分解、化学键断裂和产生自由基等。利用机械效应的过程包括吸附、结晶、电化学、非均相化学反应、过滤以及超声清洗等，利用化学效应的过程主要包括有机物降解、高分子化学反应以及其他自由基反应。

影响超声波空化的因素
超声波空化作用的强弱与声学参数以及液体的物理化学性质有关
1)超声波强度 超声波强度指单位面积上的超声功率，空化作用的产生与超声波强度有关。对于一般液体超声波强度增加时，空化强度增大，但达到一定值后，空化趋于饱和，此时再增加超声波强度则会产生大量无用气泡，从而增加了散射衰减，降低了空化强度。
2) 超声波频率超声波频率越低，在液体中产生空化越容易。也就是说要引起空化，频率愈高，所需要的声强愈大。例如要在水中产生空化，超声波频率在 400 kHz时所需要的功率要比在10 kHz时大1o倍，即空化是随着频率的升高而降低。一般采用的频率范围20~40 kHz。
3)液体的表面张力与黏滞系数 液体的表面张力越大，空化强度越高，越不易于产生空化。黏滞系数大的液体难以产生空化泡，而且传播过程中损失也大，因此同样不易产生空化。
4)液体的温度液体温度越高，对空化的产生越有利，但是温度过高时，气泡中蒸汽压增大，因此气泡闭合时增强了缓冲作用而使空化减弱。

⑧ 空化如何理解

空化:当闪蒸后,当孔后压力P2恢复到比液体饱和蒸气压PV高时,气化停止,气泡爆裂,还原成液化,即空化过程.

⑨ 离心泵用什么指标来反映空化的大小

空化是液体内局部压强降低到液体的饱和蒸气压时，液体内部或液固交界面上出现的蒸气或气体空泡的形成、发展和溃灭的过程 。描述空化状态的无量纲组合量称为空化数σ。其中p∞、v∞分别为液体未扰动处的压强和流速，ρ为液体密度，pv为液体在环境温度下的饱和蒸气压。空化数越小 ，空化现象越显著 。通过改变来流压强或速度，可改变空化数和空化状态。有关空化的基础研究包括空化机理、空蚀、空泡流理论、空化效应和非定常空化等课题。水力机械、高速涵洞、水翼、舵、水中兵器等都会遇到空化问题，致使材料剥蚀，机械效率降低，并产生振动和噪声。但在流态显示、水力钻孔和工业清洗作业中，也可发挥空化的有益作用。

空化或称为气穴是流体机械和其他工业设备中广泛存在的一种流体力学现象,尤其在泵类中更为普遍。泵的空化不仅对泵的容积率有极大的影响,也会产生气蚀等严重的破坏现象。在空化现象的研究方面,国内外已有大量的试验、理论及数值计算的相关研究。中国密封网总结了各种研究方法及所取得的进展,也获取了一些研究动向。

空化现象指的是在液态水流中的蒸汽气泡等中空形成物的产生和突然破裂的现象。对于离心泵内空化现象的出现，规模和影响有不同的空化标准，并且蒸汽空化和气体空化是有区别的。下面说说水泵产生空化现象的判断标准。

·空化气泡从叶片的进气边缘开始出现（初生空化．NPSH）直至达到定义的最大气泡长度，（如气泡长度5mm）。在气泡观察实验中，将入口的压力逐渐降低，直到出现第一个可见的空化气泡。

⑩ 空化的简介

液体内局部压力降低时，液体内部或液固交界面上蒸气或气体的空穴(空泡)的形成、发展和溃灭的过程。1873年O．雷诺从理论上预言，船桨和水之间的高速相对运动会产生影响船桨性能的真空腔。1697年S．W．巴纳比和C．A．帕森斯在“果敢号”鱼雷艇和几艘蒸汽机船相继发生推进器效率严重下降事件以后，提出了“空化”的概念，并指出在液体和物体问存在高速相对运动的场合就可能出现空化。第二次世界大战后，有关空化研究的国际学术活动相当频繁。国际船模试验池协会(ITTC)、国际水力学研究协会(IAHR)和船舶水动力学协会都把空化研究列为重要议题；此外，还经常举办空化专题讨论会
液体运动中物体受空化冲击后，表面会出现的变形和材料剥蚀现象，又称剥蚀或气蚀。空化过程中，空泡急速产生、扩张和溃灭，在液体中形成激波或高速微射流。金属材料受到冲击后，表面晶体结构被扭曲，出现化学不稳定性，使邻近晶粒具有不同的电势，从而加速电化学腐蚀过程。剥蚀区域材料的机械性能显著恶化，导致空蚀量剧增。在有关工程设计中，须预先进行模型试验，采取措施，尽量避免发生空蚀；也可在会发生空蚀的部位涂上或包上弹性强的抗空蚀材料，或注入气体以吸收空泡溃灭所辐射的能量。是局部空化（局部边界面上出现空泡）的后果，故有时可利用超空化状态（固体整个边界面上的空泡发展延伸到固体尾端的液体中）来避免空化，如设计高转速的超空化螺旋桨和超空化水泵等。
船用螺旋桨、舵、永翼、水中兵器，水泵、水轮机、高速涵洞、闸门槽、液体火箭泵、柴油机气缸套等都会遇到空化问题，造成效率降低，材料剥蚀，并产生振动和噪声。但是，在进行流态显示、水力钻孔和工业请洗作业中，空化并不完全是有害的，而在化学工程、医药工程、空间工程和核工程方面还是有应用价值的。
研究空化的主要实验设备是空化水洞，除此以外还有减压箱、真空拖曳水池、文丘里空化发生器、磁致伸缩仪、转盘空蚀装置、空化射流枪、单气泡空化发生器等。有关空化的基础研究包括空化机理、空蚀，空泡流理论、空化噪声和不定常空化等课题。应用光、声也能使液体发生空泡，有人用这种方法研究气泡的运动。