經常可以看到調節閥、減壓閥(fá)等節流閥(fá)的閥瓣和閥座等零件內部產生磨痕、深溝(gōu)及凹坑,這些大多是由汽蝕引起的。
汽蝕是材料在液體的壓力和溫度達(dá)到臨界值時產生的一種(zhǒng)破壞形式,分為閃蒸和空化兩個階段。
閃蒸是一種非常快速的轉變(biàn)過程,當流體流經調節閥(fá)時,由於閥(fá)座和閥瓣形成(chéng)局部收縮的流通麵積,產生局部阻力,使流體的壓力和速度發生變化。
當(dāng)壓(yā)力為P1的流體流經節流(liú)孔時,流速突然急劇增(zēng)加,靜壓驟(zhòu)然下(xià)降,當孔後(hòu)壓力P2在達到該流體所在情況下的(de)飽和蒸汽壓力Pv前,部(bù)分流體汽化成氣體,產生氣泡,形成氣液兩相共存現象,稱為閃蒸階段,可見它是一種係統現象。
調(diào)節閥不(bú)能避免閃蒸的產生,除非係統條件改變。而當閥門中液體的下遊壓力又升(shēng)回來,且(qiě)高於(yú)飽和壓力時,升(shēng)高的壓力壓縮(suō)氣泡,使之突(tū)然(rán)破裂,稱為空化階段。在空化過程中飽(bǎo)和氣泡不再存(cún)在,而是迅(xùn)速(sù)爆破變回液態(tài)。由於氣泡的體積大多比相同的液體體積(jī)大。所以說,氣泡的爆破是(shì)從大體積向小體積的轉變。
汽蝕過程中氣泡(pào)破裂時(shí)所有的能量集中在破裂點上,產生幾千牛頓的衝(chōng)擊力,衝擊波的壓力高達2×103MPa,大大超過(guò)了大部(bù)分金屬材料(liào)的疲勞破壞極(jí)限。同時,局部溫度高達幾千攝氏度,這些過(guò)熱點引起的熱應力(lì)是產(chǎn)生(shēng)汽蝕破壞作用的主要因素。
閃蒸產生侵蝕破壞作用,在零件表麵形成光滑的磨痕。如(rú)同砂子噴在零件表麵一樣,將(jiāng)零件表層(céng)撕裂,形成粗(cū)糙的渣孔般的外表麵。在高壓差惡劣條件下,極硬的閥瓣和閥(fá)座也會在很短時間內(nèi)遭到破壞,發生泄漏,影響閥門(mén)的使用性能。同(tóng)時汽蝕(shí)過程中,空化(huà)時氣泡破(pò)裂釋放出巨(jù)大的能量,引起內部零件的振動,產生高達10kHz的噪聲,氣泡(pào)越多,噪聲越嚴重。
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