經常可(kě)以看到調節閥、減(jiǎn)壓閥等節流閥的閥瓣和閥座等零(líng)件內部產生(shēng)磨痕、深溝及凹(āo)坑,這些大多是由汽蝕引起的(de)。
汽蝕是材(cái)料在液體的壓力和溫度達到臨界值時產生(shēng)的一種破壞形式,分為閃蒸和空化兩個階段。
閃蒸是一種非常快速的轉變過程,當流(liú)體流經調節閥時,由於閥座和閥瓣形(xíng)成局部收縮的流(liú)通麵(miàn)積,產生局部阻力,使流體的壓力(lì)和速度發生變化。
當壓力(lì)為P1的(de)流體流經節流孔時,流(liú)速(sù)突然急劇增加,靜壓驟然下降,當孔後壓力P2在(zài)達到該流體(tǐ)所在情況下的飽和蒸汽壓力Pv前,部分流體汽化成氣體,產生(shēng)氣泡,形成氣液兩相共存現象,稱為閃蒸階段,可見它(tā)是一種係統現象。
調節閥不能避免閃蒸的產(chǎn)生,除非係統條件(jiàn)改變。而當閥門中液體的下遊壓力又升回來,且高於飽和壓力時,升高的壓力壓縮氣泡,使之突然破裂,稱(chēng)為空化階段。在空化過程中飽和(hé)氣泡不再存在,而是迅速爆破變(biàn)回液態。由於氣泡的體積大多比相同的液體體積大。所以說,氣泡的爆破是從大體積向小體積的轉變。
汽(qì)蝕過程中氣泡破裂時所有的能量集中在(zài)破裂點上,產生幾千牛頓的衝擊力,衝擊波的壓力高達2×103MPa,大大超過了大部分(fèn)金屬材料的疲勞破壞極限。同時,局部溫度高達幾千攝氏度,這些過(guò)熱點引起的熱應(yīng)力是產生汽(qì)蝕破壞作用的主(zhǔ)要因素(sù)。
閃蒸產生(shēng)侵蝕破壞作用,在零件表麵(miàn)形成光滑的磨(mó)痕(hén)。如同(tóng)砂子噴在零件表(biǎo)麵一樣(yàng),將零件(jiàn)表層撕(sī)裂,形成粗糙(cāo)的渣孔般的外表麵。在高壓差惡劣條件下,極硬的閥瓣和閥座也會在很(hěn)短時(shí)間內遭到破壞,發生泄漏,影響閥門的使用性能。同時汽蝕(shí)過程中,空化(huà)時(shí)氣泡破裂釋放出巨大的能量(liàng),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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