一个小小的气泡居然可以摧毁一艘巨轮，这是怎么回事？

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来源：中国腐蚀与防护网

你敢相信一触即破的气泡可以摧毁一艘巨轮吗？

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？

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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？

舰艇在水中时，螺旋桨快速旋转，在叶片附近就会形成一片低压区，压力的降低会导致海水不加热就能快速沸腾，同时会产生大量的气泡。这些气泡里不是普通的空气，而是海水瞬间汽化形成的水蒸气，内部压力极大。

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。

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。

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。

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。

在长期对抗气蚀危害中，人们也发现了气蚀的用处，气蚀发生时产生的高冲击力气泡，能够有效的清洁污渍。高压水枪、自动洗碗机 、冲牙器等，都是气蚀被合理利用的产物，为生活也带来了极大的便利。

延伸阅读：几分钟了解气缚和气蚀的产生原因与解决方法

首先看看定义的不同：离心泵工作时，在叶轮中心区域产生真空形成低压而将液体吸上。如果形成的低压很低，则离心泵的吸上能力越强，表现为吸上高度越高。但是，真空区压强太低，以致于低于体的饱和蒸汽压，则被吸上的液体在真空区发生大量汽化产生气泡。含气泡的液体挤入高压区后急剧凝结或破裂。因气泡的消失产生局部真空，周围的液体就以极高的速度流向气泡中心，瞬间产生了极大的局部冲击力，造成对叶轮和泵壳的冲击，使材料手到破坏。把泵内气泡的形成和破裂而使叶轮材料受到破坏的过程，称为气蚀现象。

离心泵启动时，若泵内存有空气，由于空气密度很小，旋转后产生的离心力小，因而叶轮中心区所形成的低压不足以吸入液体，这样虽启动离心泵也不能完成输送任务，这种现象称为气缚。这表示离心泵无自吸能力，所以离心另在启动前必须向泵内灌满被输送的液体。当然若将离心泵的吸入口置于被输送液体的液面之下，液体会自动流入泵内，这是一种特殊情况。离心泵吸入管路装有底阀，以防止启动前灌入的液体从泵内流出，滤网可以阻拦液体中的固体吸入而堵塞管道和泵壳排出管路中装有的调节阀是供开泵停泵和调节流量时使用。

从造成汽蚀和气缚的原因不同来看：气缚是泵体内有空气，一般发生在泵启动的时候，主要表现在泵体内的空气没排净；而汽蚀是由于液体在一定的温度下达到了它的汽化压力，可见和输送介质，工况有密切的关系。

造成汽蚀的主要原因有：　　　　　　

１．进口管路阻力过大或者管路过细；

２．输送介质温度过高；

３．流量过大，也就是说出口阀门开的太大；

４．安装高度过高，影响泵的吸液量；

５．选型问题，包括泵的选型，泵材质的选型等。

解决办法：

１．清理进口管路的异物使进口畅通，或者增加管径的大小；

２．降低输送介质的温度；

３．减小流量；

４．降低安装高度；

５．重新选泵，或者对泵的某些部件进行改进，比如选用耐汽蚀材料等等。

气缚是由于泵体内存在空气，是由于没有使泵体内灌满液体或者液体内所夹带的气体过多所造成的。

解决办法：

1、在启动前向壳内灌满液体。做好壳体的密封工作，灌水的阀门和莲蓬头不能漏水密封性要好。离心泵吸入管路装有底阀，以防止启动前灌入的液体从泵内流出。滤网可阻止液体中的固体吸入。排出管路装有调节阀是供开泵停泵和调节流量时使用。

2、将离心泵的吸入口置于备输送液体的液面之下，液体会自动流入泵内。