§5.2 汽蚀的初生

从理论上来说，当液体的压力降低到当时液温下的汽化压力时，液体才会汽化。但实践证明，亊实并非完全如此，因为液体既可能在高于汽化压力时发生汽化，也可能在低于汽化压力时才发生汽化。今天，普遍认为发生上述偏差的原因在于汽泡的初生，而汽泡的初生又取决于液体中杂质的数量与分布。

前面曾指出，实际的液体是不能承受张力的，但如果是去除了杂质的洁净液体，则该液体就能承受很大的张力而不会发生断裂，从而也就不会发生汽化。即使是在强烈的过热情况下也是如此。就洁净的水而言，理论上能承受比大气压大500〜10000倍的张力。有人曾事先对水进行了严格的过滤，并作了几百大气压的加压处理以驱除溶解于水中的气体，使之接近于洁净的水，结果发现这种事先经过处理的水能承受比大气压大300倍的张力。虽 然这种经过预处理的水最终也将断裂，但显然将在远低于汽化压力的情况下才发生汽化。

在实际的流体中存在者大量的杂质，例如灰尘、微细的固体颗粒等。但是，并非所有的杂质都会影响汽蚀的初生，只有那些能影响汽泡形成、膨胀和溃灭过程的杂质才会起作用，问题的关键并非在于杂质本身，而是在于不亲水的杂质微细腺缝中以气囊形式存在的微细气泡，人们把这种微细气泡称为汽蚀核子，通常，汽蚀核子陷埋在液体边界面上的微细腺缝中，也可能陷埋在悬浮于液体中的固体颗粒的隙缝中。如果存在于液体中的气泡尺寸很小，则在液体的表面张力作用下将使气泡直径收缩，从而破灭。当气泡的尺寸大到肉眼可见的程度时，就会在液体中膨胀，并上升到液面而逸出。可见，汽蚀核子并不能单独稳定地悬浮在液体中。

由此可知，只有陷埋在不亲水的固体杂质隙缝中的气泡才是汽蚀核子的拫源。汽蚀核子与外界的压强处于平衡状态，这是因为液体中表面张力起作用的缘故。在降低液体的压力时，汽蚀梭子就从隙缝中析出，并在水动力的作用下迅速膨胀。汽蚀核子膨胀后形成一定的尺寸，然后就溃灭，整个循环所需的时间往往只有几毫秒。

这种未溶解在液体中的汽蚀核子就是使液体的抗拉强度降低的基本原因。显然，液体抗拉强度的大小取决于汽蚀核子的数量和分布。这样也就影响了汽蚀的初生，这就是说，随着汽蚀梭子数量的多少，液体可能在高于或低于汽化压力的条件下发生汽化。当液体中的汽蚀核子数量较少时，液体可能在低于汽化压力的条件下发生汽化，可当液体中存在大量汽蚀梭子时，液体就有可能在髙于汽化压力的条件下发生汽化。上述结论虽然是针对微细气泡而言的，但事实上如果液体中存在未凝结的蒸汽泡时也将造成类似的结果。

上述假设是在1947年由海威（Harvey）提出的，虽然还有另一些人提出了一些其他的假设，但人们基本上认可了海威的假设。尽管如此，人们直到1975年才用全息方法测定了水中汽蚀核子的存在，证明汽蚀核子的直径约为7〜10μm。