閃蒸和空化現(xiàn)象形成原因及對(duì)調(diào)節(jié)閥影響有哪些？

經(jīng)常可以看到調(diào)節(jié)閥、減壓閥等節(jié)流閥的閥瓣和閥座等零件內(nèi)部產(chǎn)生磨痕、深溝及凹坑，這些大多是由汽蝕引起的。德國(guó)VATTEN法登閥門為您分析調(diào)節(jié)閥的氣蝕現(xiàn)象。

汽蝕是材料在液體的壓力和溫度達(dá)到臨界值時(shí)產(chǎn)生的一種破壞形式，分為閃蒸和空化兩個(gè)階段。

閃蒸是一種非常快速的轉(zhuǎn)變過(guò)程，當(dāng)流體流經(jīng)調(diào)節(jié)閥時(shí)，由于閥座和閥瓣形成局部收縮的流通面積，產(chǎn)生局部阻力，使流體的壓力和速度發(fā)生變化。

當(dāng)壓力為P1 的流體流經(jīng)節(jié)流孔時(shí)，流速突然急劇增加，靜壓驟然下降，當(dāng)孔后壓力P2 在達(dá)到該流體所在情況下的飽和蒸汽壓力Pv 前，部分流體汽化成氣體，產(chǎn)生氣泡，形成氣液兩相共存現(xiàn)象，稱為閃蒸階段，可見(jiàn)它是一種系統(tǒng)現(xiàn)象。

調(diào)節(jié)閥不能避免閃蒸的產(chǎn)生，除非系統(tǒng)條件改變。而當(dāng)閥門中液體的下游壓力又升回來(lái)，且高于飽和壓力時(shí)，升高的壓力壓縮氣泡，使之突然破裂，稱為空化階段。在空化過(guò)程中飽和氣泡不再存在，而是迅速爆破變回液態(tài)。由于氣泡的體積大多比相同的液體體積大。所以說(shuō)，氣泡的爆破是從大體積向小體積的轉(zhuǎn)變。

汽蝕過(guò)程中氣泡破裂時(shí)所有的能量集中在破裂點(diǎn)上，產(chǎn)生幾千牛頓的沖擊力，沖擊波的壓力高達(dá)2 ×103 MPa ，大大超過(guò)了大部分金屬材料的疲勞破壞極限。同時(shí)，局部溫度高達(dá)幾千攝氏度，這些過(guò)熱點(diǎn)引起的熱應(yīng)力是產(chǎn)生汽蝕破壞作用的主要因素。

閃蒸產(chǎn)生侵蝕破壞作用，在零件表面形成光滑的磨痕。如同砂子噴在零件表面一樣，將零件表層撕裂，形成粗糙的渣孔般的外表面。在高壓差惡劣條件下，極硬的閥瓣和閥座也會(huì)在很短時(shí)間內(nèi)遭到破壞，發(fā)生泄漏，影響閥門的使用性能。同時(shí)汽蝕過(guò)程中，空化時(shí)氣泡破裂釋放出巨大的能量，引起內(nèi)部零件的振動(dòng)，產(chǎn)生高達(dá)10 kHz 的噪聲，氣泡越多，噪聲越嚴(yán)重。