你敢相信一触即破的气泡可以摧毁一艘巨轮吗？9 r( ~0 o! z/ K. ~8 t8 W
1 [# q9 K+ m7 I; Q/ k0 m1 [
1902年，当时最先进的驱逐舰下水试航。不久后，舰艇航速下降，驱逐性能也大幅降低。在检查中发现，光滑的螺旋桨变得坑坑洼洼。可明明采用了极耐腐蚀的合金，为什么还会出现这么严重的腐蚀呢？
; e& V7 @& v+ O4 f' m) W: C; p8 N1 k# s4 f! q9 N
力学家洛德·瑞利经过10余年的研究发现，造成舰船腐蚀严重的罪魁祸首竟然是水里的气泡。为什么吹弹可破的气泡有这么大的威力？它们又是怎么形成的呢？
: S% f* ?0 U+ | p+ |
) h0 N/ J ~" Z3 V; @5 o" r! E$ P1 \: l b; |1 ~ T& g! o
0 O9 D3 d3 w) w: }) g6 w1 _6 G F/ E1 o& x: |
在破裂时，能量会集中释放，产生极高的温度和巨大的冲击力，在周围海水的高压下，气泡还会形成像子弹一样的流束。它的速度约为5千米/秒，当持续冲击叶片表面，会产生无数的细孔和裂纹，加快螺旋桨的腐蚀，这种现象就是气蚀现象。3 d* f; @0 _' D: {( h
* y; O/ _: G% O* d. y: S- l U$ l我们常见的水滴石穿，形成的很大原因就是气蚀。通过高速摄像机可以发现，在水滴落地的瞬间，猛烈的撞击下会有无数的气泡产生，气泡高速冲击石头。在长年累月的侵蚀下，再坚硬的石头都会败下阵来。+ t, u7 l' Q+ z: x0 B+ v8 ^
0 D4 L( V9 Z( T$ f* f
% @& y8 q9 q5 J3 t4 R x q" ?% j/ w) K- A2 Y! f* J9 q0 f8 u
气蚀现象还常见于离心泵中。离心泵的叶轮转动会形成低压区，当压力低于液体汽化的压力时，就会引起一部分液体蒸发，产生大量水蒸气气泡。这些气泡在传输进高压区域后，被挤压急速破裂，产生的强烈冲击力可达几千个大气压，会猛烈冲击水管，严重时能将水管击穿。
7 T% R3 R w3 Q8 ]8 m9 N) A) u. v* ^( E1 {( Z/ m
除了气蚀，离心泵启动时还会产生一种气缚现象。此时泵内气体未完全排出，叶轮转动形成的低压无法将液体吸进来，泵就像被“气体”缚住一样失去了自吸能力，而电机也会空转烧坏。这种现象和气蚀一样，都会产生剧烈振动和刺耳的噪音，影响泵的正常工作。不过启动前，在泵内灌满液体，就可以有效避免气缚。而避免气蚀却比较复杂，要防止水温过高压力过低，还要加强材料的强度和韧性，才能降低气蚀危害。
( Q3 f- p" S' A7 M }$ B1 Q6 \+ k; X1 [7 C* z) k( C/ E1 i6 @3 I! `5 {
- G% {0 R5 P' m7 j# R2 o9 E
) v2 N3 {6 Z$ ]
# S; j0 Q0 E5 }" c& @7 d1 g5 K" K* }
| 
发表于 2023-5-18 13:56:30
