空化初生

空化初生，即液體內局部壓強降低到臨界值，所含氣核急劇增長，空化開始時發生的現象。

基本介紹

• 中文名：空化初生
• 外文名：cavitation inception

原理

因為這種情況是有空化及無空化的界限，所以長期以來為研究者所重視。空化初生常以初生空化數（）來標誌。

式中，為空化初生時參考點的絕對壓強；為未受干擾的參考點流速；為液體密度；為相應溫度下液體的飽和蒸汽壓強。

目前，主要是通過減壓試驗來確定各種繞流條件下（包括各種過流建築物）的初生空化數，作為該情況下不發生空化的極限條件。

判斷標準及辦法

判斷標準

判斷空化初生的標準很多，目前尚未統一。如有人認為只要液流中出現單個空泡即定為空化初生；有人認為空泡發生要有一定頻率，要求在每秒鐘內有5個空泡以上才能算空化初生；有人認為空化區要占有一定面積才算空化初生；也有人認為空化初生時，水流特性應有突變（如流速或壓強）。在水輪機和水泵試驗中，常認為當效率發生下降時（如降低1%）是空化初生。

檢測辦法

檢測空化初生的方法有：目測法、噪聲法、光學法、射線法、全息攝影法、紋影法等。其中目測法簡單，但帶有觀察者的主觀性。其他各法均利用空泡發生時聲、光、力、電學等特性的變化來進行檢測。噪聲法在空化研究中得到廣泛套用。

影響因素

影響空化初生的因素較多，如在相同的壓強和流速條件下，壓強梯度較大的區域，旋渦較強的區域和水流脈動較強的區域，空化初生出現較早。在空氣含量高、氣核含量豐富以及氣核尺寸較大的水流中，空化初生也較早。另外，時間滯後的不同、液體黏性不同、高分子聚合物含量的不同、壁面的粗糙度和浸潤性、含沙量以及空泡的熱動力特性均對空化初生有影響。

類型

空化初生的類型：由於水流條件、固體邊界條件以及空化的特性不同，可以觀察到不同形態的空化初生。有時初生空化為單個的泡狀空化；有時氣核在空化區密集，空化初生時連成一片成片狀空化；有時來流的氣核頻率較低，空泡一個接一個流過空化區，稱為游離空化；在振動型空化條件下，則可形成霧狀空化等。所以在測定空化初生時，不能僅以空泡發生的多少來判斷。