渣漿泵空(kōng)蝕破壞機理(lǐ)

渣漿泵空蝕破壞(huài)機理
    空蝕(shí)是指(zhǐ)由于空(kōng)泡(pào)的潰滅所引起的過(guò)流表面材料損(sǔn)壞的現象。在空(kōng)泡潰(kuì)滅過(guò)程中(zhōng)伴随機械、電化(huà)學和熱力(lì)學等(děng)過程(chéng)的作用。空(kōng)蝕是(shì)空(kōng)化的直(zhí)接後果，空蝕隻(zhī)發生在(zài)固(gù)體(tǐ)邊界上(shàng)，因此葉片(piàn)式水力機(jī)械中(zhōng)的空(kōng)蝕(shí)（我國工(gōng)程技術界稱為(wéi)汽蝕）現象，實際(jì)上包(bāo)括了(le)空化(huà)和空(kōng)蝕兩個過(guò)程。
    空蝕機(jī)理是(shì)十分複雜(zá)的，很(hěn)可能是多種因素綜合(hé)作(zuò)用的(de)結果。事(shì)實表明(míng)，任何固(gù)體材料(liào)(化學惰性的、非(fēi)導電(diàn)的，甚至高強度的(de))，在任何(hé)液體(tǐ)(包括海水、淡水、化(huà)學惰性(xìng)液體，甚至金屬(shǔ)性液體，如液态(tài)鈉等)的(de)一(yī)定動(dòng)力條(tiáo)件作(zuò)用下(xià)，都能引起空蝕破壞(huài)。
    對于空蝕破壞(huài)的機理，目(mù)前比較一(yī)緻的看(kàn)法是(shì)，空泡潰(kuì)滅的機械作用是造(zào)成渣漿泵(bèng)空蝕(shí)破壞(huài)的主(zhǔ)要原因。在分析具體(tǐ)的空蝕破(pò)壞時(shí)，又(yòu)有不同的觀點，其(qí)中有兩種解釋較為(wéi)合理(lǐ)并為試驗(yàn)證實，故得到廣(guǎng)泛的認可(kě)。
    一種(zhǒng)解釋認為空蝕(shí)破壞(huài)基本上是(shì)由于從小(xiǎo)空泡(pào)潰滅中心輻(fú)射(shè)出來的沖擊壓力而産(chǎn)生(shēng)的，稱(chēng)為沖(chòng)擊壓(yā)力波(bō)模式(shì)。它(tā)認為如(rú)在固(gù)體邊界附近有(yǒu)一股潰滅(miè)氣泡(pào)，其潰滅壓力沖擊波将從(cóng)氣泡(pào)中心傳到(dào)邊界(jiè)上，使(shǐ)邊(biān)壁形成一個球面凹形(xíng)蝕坑。根據(jù)凹坑的直(zhí)徑和深度(dù)可以(yǐ)計算(suàn)出形(xíng)成這(zhè)個凹(āo)坑所(suǒ)消耗的功(gōng)，從而可推(tuī)算出(chū)單個空泡(pào)潰滅(miè)時産生的沖擊強度(dù)、初始空泡的直徑及其潰滅中心(xīn)的位置(zhì)等。
    另一種解釋(shì)認為空蝕(shí)是由(yóu)較大的(de)空泡潰(kuì)滅時形(xíng)成微射流所(suǒ)造(zào)成的。水(shuǐ)中正在(zài)潰(kuì)滅的(de)空泡照(zhào)片表明(míng)潰滅時(shí)空泡發生變形，這些變(biàn)形随壓力梯度的增(zēng)加及距邊(biān)界面(miàn)距離的減小而增大。這種(zhǒng)理論認為變形(xíng)促成(chéng)了(le)流速很(hěn)大的(de)微型(xíng)射流(liú)，射流在潰滅結束前的瞬間穿透空泡的内部。如果空泡離邊界很近，則該射(shè)流會射向固體邊界(jiè)造(zào)成(chéng)空蝕(shí)。空泡在臨近潰滅前(qián)的瞬間，在(zài)泡的(de)中心(xīn)形成(chéng)一般微射流，射(shè)流速度(dù)達(dá)100m/s,甚至(zhì)高達300m/s,則産生的(de)沖擊(jī)力(lì)也(yě)很大(dà)，而(ér)且射流(liú)沖擊(jī)邊壁的次(cì)數也(yě)很多(duō)。這(zhè)種壓力脈沖作(zuò)用的時(shí)間每(měi)次(cì)隻有幾個微秒，則這樣(yàng)形成的(de)大沖擊(jī)力可直接形成(chéng)壁面(miàn)上的蝕坑，重複作用的沖(chòng)擊力也會引起(qǐ)材料的疲勞破(pò)壞。
    除此之外，也(yě)有用熱力(lì)學作(zuò)用和電化(huà)學作(zuò)用來解(jiě)釋渣漿(jiāng)泵空蝕現(xiàn)象的(de)。熱力學作用論(lùn)認為(wéi)，當空泡高速(sù)受壓後，氣相(xiàng)高速凝結(jié)，從而放出大(dà)量的熱(rè)，足以使(shǐ)金(jīn)屬融化而(ér)造(zào)成破壞(huài)。電化(huà)學作(zuò)用論(lùn)認為(wéi)，空泡潰滅時對固體(tǐ)邊界(jiè)的沖擊首(shǒu)先使(shǐ)沖擊(jī)點溫度升高，與鄰近的非(fēi)沖擊點(冷(lěng)端)形(xíng)成熱電偶産生(shēng)電流，其(qí)次(cì)在沖(chòng)擊點處其(qí)金屬(shǔ)材料局部(bù)受力(lì)迫使(shǐ)金屬(shǔ)晶格(gé)變位，而周圍的晶體(tǐ)阻止它變(biàn)位，從而(ér)産(chǎn)生電(diàn)流。電流将起電(diàn)解作用(yòng)，而(ér)使固體材料(liào)破(pò)壞。在(zài)空泡潰滅過程(chéng)中，有(yǒu)時(shí)會伴随着閃光現象，有人認為是由于(yú)電化效應(yīng)造成(chéng)的，而更多的研究表明是(shì)由于(yú)氣相高速凝結(jié)後放出的高溫(wēn)引起(qǐ)的。
    總之，空(kōng)蝕破(pò)壞機(jī)理是(shì)一個十(shí)分(fèn)複雜的問題(tí)，它還與化學腐(fǔ)蝕(shí)、泥沙(shā)磨損(sǔn)等(děng)相互促(cù)進，使(shǐ)材料加速(sù)破壞。