Испарение и кипение жидкостей. Кавитация

Испарение и кипение жидкостей. Кавитация

Испарение и кипение жидкостей. Кавитация. Переход от жидкости к пару называется испарением, а обратный переход-конденсацией. Жидкость может находиться в равновесии с паром. Это равновесие естественно возникает, когда жидкость задерживается в закрытом контейнере в течение длительного времени. Затем, со временем, такое состояние достигается、 Девятнадцать Число молекул, которые движутся из жидкости в пар, равно числу молекул, которые совершают обратное движение. transition. In Это называется упругостью насыщенного пара. Это значение увеличивается с повышением температуры.

В этом случае пар называется насыщением, а давление определяется при заданной температуре. Людмила Фирмаль

• Ниже приведены значения упругости (па) насыщенного водяного пара и ртути при различных температурах. Температура, ° С20 40 60 Вода 2.32-10 * 7.12-10 * 19.9-10 * Ртуть 0,196 0,882 3,53 Образование насыщенного пара приводит к тому, что давление на свободной поверхности жидкости не может достигать ниже упругости насыщенного пара, которая соответствует заданной температуре. Жидкость испаряется не только со свободной поверхности, но и в пене, образующейся в ней при определенной температуре и давлении. Этот фазовый переход называется boiling. It может происходить в неподвижной или движущейся жидкости, при температуре, равной температуре кипения при определенном давлении, или при давлении, равном упругости насыщенного пара при определенной температуре.

Как показывают физические исследования, кипение происходит только в том случае, если в жидкости имеются пузырьки, которые захватываются вблизи стенки газа, или если такие пузырьки образуются из-за выделения газа, растворенного в жидкости. После этого, когда температура повышается или давление понижается, жидкость испаряется внутри пузырька, увеличиваясь в объеме и выходя из свободной поверхности. Происходит процесс кипячения. Если жидкость не содержит растворенных или захваченных газов, то процесс кипения не происходит даже при температурах, значительно превышающих температуру кипения. Жидкость в таком состоянии называется перегретой. Дегазированная жидкость не кипит даже при падении давления ниже упругости насыщенной steam.

• Доказано, что такие жидкости способны выдерживать большие растягивающие напряжения. Однако в технике, как правило, приходится работать с жидкостями, в которых газы растворяются или улавливаются в виде пузырьков. Промышленная жидкость не только выдерживает растягивающие усилия, но и кипит при давлении, равном упругости насыщенного пара. Кипение жидкости приводит к разрушению непрерывности среды. Таким образом, значение параметра, на котором она возникает, определяет предел применимости всех выводов, основанных на гипотезе непрерывности. В случае гидродинамики, особый интерес представляет частный случай кипения, которое происходит в движущихся жидкостях. 20 * в результате локального перепада давления до давления насыщенного пара. Этот тип кипения называется кавитацией.

Последние играют особую, преимущественно отрицательную роль в гидродинамике машин и устройств и других технических приложениях. Кавитация возникает в месте разгерметизации и проявляется как в виде отдельных пузырьков, переносимых потоком (подвижная пузырьковая кавитация), так и в виде непрерывных полостей, заполненных паром, прикрепленным к поверхности обтекаемого объекта (суперкавитация).Возможны и другие внешние проявления кавитации.

Как правило, кавитация сопровождается изменением характера течения за счет прерывистости, а также разрушением материала твердой стенки при схлопывании пузырька вблизи границы течения. Людмила Фирмаль

• При возникновении кавитации некоторые гидродинамические устройства (например, расходомеры жидкости) выходят из строя.1. изучение причин и механизмов кавитационного разрушения лопаток гидротурбин, насосов и гребных винтов является одним из важных технических вопросов. Поведение жидкости с пониженным давлением во многом зависит от наличия в ней растворенных газов. Закономерность растворения газов в жидкостях устанавливается законом Генри. Согласно закону Генри, концентрация газа, растворенного в жидкости, пропорциональна давлению на раствор.

Смотрите также:

Примеры решения задач по гидравлике

Возможно эти страницы вам будут полезны:

1. Вязкость жидкостей и газов.
2. Явления на границах жидкостей с газами и твердыми телами.
3. Модели жидкой среды и методы гидромеханики.
4. Два метода описания движения жидкости.