空泡

氣泡介紹

空泡是指一部分壓力降至水飽和蒸氣壓以下時產生的氣泡，這些氣泡是由蒸氣和某些溶解於水中的氣體組成的。空泡產生於發聲的振動板的周圍，或產生與單位面積升力大的水翼（如水翼或船的螺旋槳）的周圍。也就是說，這些物體的表面壓力劇烈下降，最終下降到所在溫度的飽和蒸氣壓以下，這時先生成微小的氣泡，然後氣泡吸收去氣體而逐漸增大。

隨著空泡產生，氣泡流向下游，一般說，空泡周圍的壓力會再度上升，而空泡趨向消失。然而，由於空泡是突然產生的，衝過來的水力會使氣泡破裂，並且又激烈地相互碰撞和相互排斥，氣泡在造成的衝擊狀態中反覆地被破壞和產生。

這種現象會引起周圍的流體產生劇烈的壓力變化，發出噪聲。在那裡的物體表面除受到衝擊引起損傷之外，還會導致阻力顯著地增大。為此，在設計水中運轉的機械時，不要造成會產生空氣泡的形狀，或者設計成即使產生空泡，也不至於對該機械帶來不良影響的形狀。

空泡現象

水翼船的一個優勢是具有較高的航速，但是在過高的速度下，水翼將產生空泡，空泡會使水翼的流體動力性能惡化，所以在設計中必須考慮空泡對水翼船性能的影響，對空泡進行校驗，避免空泡的產生。

空泡影響

水翼在水中運動時，其表面壓力發生變化，當水翼低壓區的壓力降低到臨界值以下時，水開始汽化，產生空泡。一般認為，壓力的臨界值即為該溫度時水的汽化壓力(或稱飽和蒸汽壓力)。

空泡發展過程分為三個階段。在空泡的第一階段，空泡區域是局部的，空泡在低壓區形成，進入高壓區以後，在水翼隨邊前面的表面處潰滅，對水翼的升力和阻力沒有明顯影響，但對水翼表面產生剝蝕。在空泡第二階段，水翼上表面形成為一個很大的空泡腔，空泡在水翼的後方潰滅，對水翼表面不產生剝蝕作用，但使水翼的升力和阻力都下降。在空泡第三階段，空泡腔覆蓋了整個水翼，這時水翼的上表面全部被氣泡覆蓋，這種狀態也稱為全空泡狀態。此狀態下，由於濕面積減少，水翼升力和阻力均大幅下降。