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空化和空蝕
氣穴和氣蝕
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   空化和空蝕(氣穴和氣蝕)

空化和空蝕(氣穴和氣蝕)
空化是工程上很重要的一類現(xiàn)象,它是一種液體內(nèi)局部壓力降低時,液體內(nèi)部或液固交界面上蒸汽或氣體的空穴(氣穴 )的形成、發(fā)展和潰滅的過程。水泵、水輪機、螺旋槳等工程應(yīng)用中常會遇到空化問題。空化現(xiàn)象的成因如下:當(dāng)流體 因流動是壓力p下降到低于流體溫度t所對應(yīng)的蒸汽壓力pv時,局部液體中將形成蒸汽。由于液體轉(zhuǎn)變?yōu)闅怏w的過程中體 積增大,壓力又重新上升,蒸汽凝結(jié)填滿氣穴,然后使氣穴潰滅并發(fā)出猛烈噪聲。空化現(xiàn)象使流體流動失常,流量計會 出現(xiàn)錯誤的示值,嚴重時還將損壞流量計檢測件,產(chǎn)生空蝕(氣蝕)現(xiàn)象。
有些流量計(如渦輪流量計)在測量流量時,其流量上限受空蝕的限制,這時要特別注意其背壓是否已下降到蒸汽壓的 范圍內(nèi)。
描述空化現(xiàn)象一般用空化數(shù)σ表示,它是一個無量綱數(shù),表達式為:

式中:
σ--空化數(shù)
p--流體靜壓,Pa;
Pv--流體蒸汽壓,Pa;
ρ--流體密度,kg/m3;
u--流體平均流速,m/s。
出現(xiàn)空化現(xiàn)象的地點時在流速最大,靜壓最低的位置。對于流量計來說,最大流速和最低壓力往往出現(xiàn)在流量計檢測件 的地方,如圖1-3所示p2處。如果此處的空化數(shù)降低到起始空化數(shù)σ0,則氣穴開始形成。為了防止氣穴的形成,常需要 控制流量計的最小背壓(最大流量),一般應(yīng)滿足下式要求:
(p3)min=A(p1-p3)+Bpv
式中:
(p3)min--最小背壓;
p1-p3--流量計壓力損失;
A、B--常數(shù),由實驗去頂。對于渦街流量計,A=2.7,B=1.3;對于渦輪流量計,A=2,B=1.25.許多流量計尚缺這方面數(shù)據(jù)。
檢測件中空化位置

 
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電磁流量計的發(fā)展概況 電磁流量計是根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律制成的一種測量導(dǎo)電性液體體積流量的儀表。 大家知道,當(dāng)導(dǎo)體在磁場中作切割磁力線方向的運動時,就會感應(yīng)產(chǎn)生一個其方向與磁場方向和導(dǎo)體運動方向相垂直的感應(yīng)電動勢,其值與磁感應(yīng)強度和運動速度成正比。這就是英國物理學(xué)家法拉第在1831年發(fā)現(xiàn)的電磁感應(yīng)定律。 1832年,法拉第在英國泰晤士河滑鐵盧橋的兩頭放下兩根電極,想利用地球的地磁場,以河水作為導(dǎo)體,來測量河水的流量。這就是世界上最早的一次電磁流量計的實驗。可是,他實驗了三天就停止了,因為當(dāng)時他所測出來..
 
作者:電磁流量計張工
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