超聲空化是指當(dāng)液體中存在的微氣芯空化氣泡在聲波的作用下振動(dòng)時(shí),聲壓達(dá)到一定值時(shí)所發(fā)生的增長和塌陷的動(dòng)態(tài)過程。當(dāng)超聲波作用于液體時(shí),可以產(chǎn)生大量的小氣泡。原因之一是液體中的局部拉伸應(yīng)力形成負(fù)壓。壓力的降低使原本溶解在液體中的氣體過飽和,并從液體中逸出,成為小氣泡。另一個(gè)原因是強(qiáng)烈的拉伸應(yīng)力將液體 “撕裂” 成1個(gè)空腔,稱為空化。空腔是液體蒸氣或另一種溶解在液體中的氣體,甚至可能是真空??栈纬傻男馀輹?huì)隨著周圍介質(zhì)的振動(dòng)不斷移動(dòng)、長大或突然破裂。破裂時(shí),周圍的液體突然沖入氣泡中,產(chǎn)生高溫、高壓、休克的波浪。伴隨空化的內(nèi)摩擦?xí)纬呻姾?,并由于氣泡中的放電而產(chǎn)生發(fā)光現(xiàn)象。液體中的超聲處理技術(shù)主要與空化有關(guān)
產(chǎn)生空化的標(biāo)準(zhǔn)
·空化氣泡從葉片的入口邊緣出現(xiàn) (初級(jí)空化NPSH),直到達(dá)到限定的最大氣泡長度 (例如,氣泡長度5毫米)。在氣泡觀察實(shí)驗(yàn)中,入口處的壓力逐漸降低,直到出現(xiàn)第一個(gè)可見的空化氣泡。
水泵的空化現(xiàn)象可能是由于空化引起的揚(yáng)程下降 (△ H),達(dá)到規(guī)定的最大落差值 △ H = 0.03H或 △ H = O經(jīng)常發(fā)生在一些高速螺桿泵上。OOH (指空化頭下降的初始階段)。對(duì)應(yīng)的NPSH值為NPSH. and NPSH. to表示。
·泵的氣蝕現(xiàn)象可能是由于氣蝕引起的效率下降 (△ η),達(dá)到規(guī)定的最大落差值 (如 △ η = 0.03 η) 引起的。
·泵氣蝕現(xiàn)象可能是由于空化引起的揚(yáng)程下降 (△ h),導(dǎo)致?lián)P程失效 (drop)。
·水泵氣蝕現(xiàn)象可能是由氣蝕引起的。蝸殼泵的材料腐蝕在固定的時(shí)間段內(nèi)達(dá)到定義的最大值。
·水泵氣蝕現(xiàn)象可能是由氣蝕噪聲水平引起的達(dá)到定義的最大噪聲水平。
離心泵空化的具體措施
NPSH與水設(shè)備和管道系統(tǒng)密切相關(guān),因此水裝置應(yīng)精心設(shè)計(jì),以提高泵的NPSH,并盡可能滿足對(duì)泵內(nèi)壓降的需求。
(1) 合理確定泵吸高度。由于水泵通常在非設(shè)計(jì)條件下運(yùn)行,因此應(yīng)充分考慮水泵工作可能會(huì)遇到各種條件,任何條件下的吸水高度都應(yīng)符合要求的泵送性能。
(2) 選擇合理的進(jìn)氣管。盡可能減少進(jìn)氣管和不必要的管件的長度,增加進(jìn)氣管的直徑,適當(dāng)減少液壓損失的壓力管,增加泵的氣蝕余量。對(duì)于中型和大型軸流泵,進(jìn)水管的流量和壓力分布將有助于盡可能防止氣蝕。
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