空蚀现象

物理现象

在流动的液体中，当局部区域的压力因某种原因而突然下降至与该区域液体温度相应的汽化压力以下时，部分液体汽化，溶于液体中的气体逸出，形成液流中的气泡（或称空泡），这一过程称为空化。空泡随液流进入压力较高的区域时,失去存在的条件而突然溃灭,原空泡周围的液体运动使局部区域的压力骤增。如果液流中不断形成、长大的空泡在固体壁面附近频频溃灭，壁面就会遭受巨大压力的反复冲击，从而引起材料的疲劳破损甚至表面剥蚀，这就叫空化剥蚀，简称空蚀，又称气蚀。

简介

产生原因

在慢速流体机械时代漩涡真空并非是个严重问题，但自从高速流体机械发展后，漩涡真空即成一很重要的讨论议题。在液体中由于动力作用造成蒸汽空穴之形成并接著消失之现象被称为漩涡真空。

漩涡真空形成必须要液体中的局部压力高于为蒸汽压力或低于蒸气压力，且此空穴必须要遇到压力比之高的区域方能消失。溶解于液体中的气体在液体蒸发前常会很快地释出，这可能就是即将发生漩涡真空的预兆，但真正漩涡真空发生则需要该液体的蒸发。当流体流经一表面有突出弯曲物时，接近下倾表面的正压力梯度致流有从表面分离之趋势。

对材料影响

由于压力最低的地方产生多数的气泡，在压力高的地方因周围的水域将此气泡破坏，以非常快的速度对金属表面产生冲击，依其惯性力而使材料承受超过其弹性疲劳的界线，结果使金属表面成为有如被老鼠啃咬般的形状出现。

不同材料对抵抗空蚀现象所造成的腐蚀情形各有不同等级的影响：除化学成分之外，像金属的热处理和表面处理也常因遭受空蚀现象，大量的破坏材质，而受空蚀现象的金属与在腐蚀疲劳条件下的情形是相类似；在遭受空蚀现象的侵袭下，任何的凹口，刻痕，瑕疵或者锋利的锐角皆是促使金属的表面上加速腐蚀的开始，即使涂上保护层，材料对抵抗空蚀现象所造成的腐蚀情形也不会有所改善。

依据实验结果所得结论，铅的耐蚀性最差，其次顺序是铁、青铜、铝、铜，而以不锈钢耐蚀性最佳，就对空蚀的抵抗而论，单就硬度不是决定一切的因素，但是材料的硬度多少也能减少金属损坏的比率。通过淡水和海水做实验，实验中显示在海水中空蚀损害现象比淡水来的显著些，由实验中已被证实水温透过空蚀在金属损失上会随著温度增加而其损坏情形亦随之明显。那是因为在高温下水里溶解的空气的数量会随温度的增加而减少，因此对缓和水锥的抗击效率也随之减少。

避免或减少

1、增加入口管径大小,减少入口管路长度，消除液体回流现象，为流体提供一个良好的锥形入口；换句话说就是减少入口管路损失，改善入口条件。

2、增加高比速率的叶片数，或者可变翼的叶片在液体刚开始通过叶输眼时候，调整在低比速率的角度上，尽量减至最少的吸入扬程,再慢慢转到固定的流量扬程条件下。

3、充分的入口流道面积，不让入口产生生预旋现象，而且在叶输有一较好的流道,足够获得最佳的空蚀特性。

4、当操作时无法避免空蚀，或其它部位少量的空蚀不可能消除的时候，使用特殊材质可以抵抗泵浦空蚀而减少表面腐蚀。

5、发生噪音和振动起源于空蚀现象，可由减少或消除至极少量的空气进入泵浦入口來解决这个问题。

6、流体在叶输入口以匀速通过，可以改善获得最小的NPSH条件这样能改善空蚀现象。

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