4.9 影响汽蚀破坏的因素和汽蚀破坏的试验方法
一、影响汽蚀破坏的因素
图4-29表示PLESSET的实验结果。他是用髙频振动装置,研究温度对在蒸馏水中各种材料汽蚀损坏的影响。如图所示,不管哪种材料,在温度为40~50℃的范围,其损坏最大。这是因为温度増髙,水中溶解的空气量减少,气泡的缓冲效果减小,所以温度升髙损坏增加。温度进一步增高,蒸汽压力急剧增大,气泡大量生成,气泡的缓冲效果增加, 汽浊损坏减少。
(五)空气含量
空气量多时.由于缓冲作用,其汽蚀损坏减轻。
除上述外,影响汽蚀损坏的因素还有:液体的性质(如汽化压力,表面张力、粘性、 密度等),材料的机械性质、材料表面的粗糙度和尺寸效应等。
二、汽蚀损坏的实验方法
汽蚀损坏的程度,因材料的化学成分,热处理、机械性质、表面状态不同面异。当材料表面有切痕、裂纹或锐角时会促进汽蚀损坏。
各种材料的耐汽蚀损坏程度,主要由从实验室对各种材料进行汽蚀损坏试验的结果得到。其实验方法大致有以下几种:
(一)流动法:这种方法是在真机内,使其发生汽浊,研究汽蚀损坏的程度,但是, 进行这种实验需要很长的时间。为此,通常在诸如文吐里管的流道内,使之发生汽浊,把要试的材料埋人气泡消失的管壁内进行试验,研究材料受汽蚀损坏的程度(图4-30)。
(二) 振动法:又称磁致伸缩法。它是把试片装在髙频(5 ~ 34kHz)的振动发生装置上,使之受高频振荡,试件的振荡引起试样所在的液体中产生动态交变压力,从而在试件下方产生气泡=气泡成长,并有的在试片上溃灭,对试片造成汽蚀损坏。这种方法的优点是试件廉价而又容易复制,可以直接观察汽蚀的破坏过程,秤量其损坏重量。图4-31是磁致伸缩试验设备示意图。
(三)旋转圆盘法:这种方法是使圆盘在充满液体中高速旋转。如图4-32所示,在直径为237.5mm英寸的圆盘的不同径向位置镶入18个(图中表示3个)直径25mm的试片。在此试片之前,开设直径为6mm的小孔(通孔或不通孔)。液体在旋转圆盘和固定筋板之间,由于附着力和内聚力的作用,在圆盘周围形成与圆盘一起旋转的液体膜,液体在小孔出,其连续性受到破坏,形成漩涡并产生气泡,而试片正好置于气泡溃灭处。在这种装置中,通常采用变速电机以改变转速。设有冷却系统以保持恒温。
(四)喷射法:这种方法是把试件装在髙速旋转体的外围,使从喷嘴射出的水流冲击 试片,在试片上产生髙压水击,使材料受到破坏.