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氣動控制閥由于其低成本和簡單性,仍然是過程工業(yè)中常用的設備。空化是指在液體中形成蒸汽空穴,小的無液區(qū)(“氣泡”或“空穴”),這是作用于液體的力的結(jié)果。它通常發(fā)生在液體受到壓力快速變化的情況下,這種變化導致液體中壓力相對較低時形成空腔。當受到更高的壓力時,空洞會內(nèi)爆并產(chǎn)生強烈的沖擊波。
在某些工程環(huán)境中,氣蝕是磨損的一個重要原因。在金屬表面附近發(fā)生內(nèi)爆的塌陷空洞通過反復內(nèi)爆引起循環(huán)應力。這會導致金屬的表面疲勞,導致一種磨損類型,也稱為“氣穴”。這種磨損常見的例子是泵葉輪,以及液體方向突然改變的彎管??栈ǔ7譃閮深悾簯T性空化和非慣性空化。
慣性空化是液體中的空穴或氣泡迅速崩塌,產(chǎn)生沖擊波的過程。慣性空化發(fā)生在自然界中螳螂蝦和手槍蝦的撞擊以及植物的維管組織中。在人造物體中,它可以發(fā)生在石家莊氣動控制閥、泵、螺旋槳和葉輪中。
非慣性空化是流體中的氣泡由于某種形式的能量輸入(如聲場)而被迫在大小或形狀上振蕩的過程。這種空化通常用于超聲波清洗槽中,也可在泵、螺旋槳等中觀察到。
由于空穴坍塌形成的沖擊波很強,足以對運動部件造成嚴重損壞,空化通常是一種不良現(xiàn)象。在設計渦輪機或螺旋槳等機器時,通常會特別避免氣穴現(xiàn)象,消除氣穴現(xiàn)象是流體動力學研究的一個主要領域。然而,它有時是有用的,當氣泡從機械上崩塌時,例如在超空泡中,它不會造成損害。
控制閥中的氣穴
河北氣動控制閥中可能會出現(xiàn)氣穴現(xiàn)象。如果系統(tǒng)中上游和下游壓力定義的閥門實際壓降大于尺寸計算允許的值,則可能出現(xiàn)壓降閃蒸或氣蝕現(xiàn)象。從液體狀態(tài)到蒸汽狀態(tài)的變化是由于Z大流量限制(通常是閥口)處或其下游流速的增加所致。為了保持液體通過閥門的穩(wěn)定流動,須在收縮靜脈或橫截面積Z小的點處達到Z大流速。流速的增加伴隨著流體壓力的大幅度降低,隨著面積的增加和流速的降低,流體壓力部分恢復到下游。這種壓力恢復永遠不會完全達到上游壓力的水平。如果收縮靜脈處的壓力下降到低于液體的蒸汽壓,那么在氣流中就會形成氣泡。如果閥后壓力恢復到再次高于蒸汽壓的壓力,則蒸汽泡將破裂并產(chǎn)生氣穴。