什么是流體空化？什么流量計(jì)能展示這種現(xiàn)象

如果使流體壓力突然變化，可能會(huì)發(fā)生一些有趣的事情。您可能會(huì)對(duì)運(yùn)動(dòng)部件造成巨大損害，或者可以通過(guò)許多有益的方式利用這種破壞力。從螳螂蝦殺死獵物到超聲波清洗，很多東西都依賴(lài)于這種流動(dòng)現(xiàn)象。

上海自?xún)x公司甚至可以將這部影片稱(chēng)為“特別對(duì)待”，因?yàn)檫@是我的故事，這可能是有史以來(lái)非常無(wú)效的YouTube合作之一。一切始于文丘里管的草圖。文丘里管是一種利用伯努利原理來(lái)限制流體流動(dòng)的裝置。您可能已經(jīng)聽(tīng)說(shuō)過(guò)該原理，該原理基本上說(shuō)流體中的所有能量可以采取三種形式之一：動(dòng)能，勢(shì)能或內(nèi)能。沿著一條流線，能源總量是相同的。因此，如果您改變一個(gè)流體（例如，通過(guò)加快流體速度來(lái)增加流體的動(dòng)能），則其他流體必須適應(yīng)-在此示例中，流體的壓力會(huì)下降。

所以，我想，我想擁有這些文丘里管之一，而且我只知道那個(gè)人可以為我做。您可能聽(tīng)說(shuō)過(guò)他的YouTube頻道：Arduino vs Evil，現(xiàn)在秘密地簡(jiǎn)化為AvE。我們從未見(jiàn)過(guò)他的臉，但我們很確定他很帥。他和我一直在通過(guò)美國(guó)-加拿大邊境通過(guò)電子郵件發(fā)送想法，這似乎很非常好。我有一個(gè)頻道以工程原理的實(shí)際演示為中心-他有一臺(tái)鼓掌的Bridgeport銑床。這是在YouTube天堂做出的一場(chǎng)比賽。因此，我將該草圖發(fā)送給了AvE，并說(shuō)：“你能做這樣的事情嗎?！?他說(shuō)：“圖紙永遠(yuǎn)不正確。還有細(xì)節(jié)。這個(gè)家伙不知道他的手肘是誰(shuí)?！?但是，無(wú)論如何，他都試圖做到這一點(diǎn)，為我們提供了許多有關(guān)手動(dòng)加工的優(yōu)秀課程?！坝腥N方法可以做到這一點(diǎn)……”在第二個(gè)視頻中，原型完成了，我們留下了一些離別的字眼：“如果我是一個(gè)博彩人-而我-我敢打賭這將行不通。” 事實(shí)并非如此。或者至少我必須假設(shè)沒(méi)有，因?yàn)?0個(gè)月后，我在郵件中收到了這個(gè)消息。他沒(méi)有給我一個(gè)棘手的事實(shí)-我的草圖考慮得很周到，我浪費(fèi)了他的周末-他給了我一個(gè)更好的東西：一個(gè)包括一個(gè)透明的丙烯酸液體流量計(jì)的護(hù)理套件，該流量計(jì)是由一個(gè)知道自己在做什么的人設(shè)計(jì)的。

而且，如果您仔細(xì)觀察該流量計(jì)，您可能會(huì)認(rèn)為該形狀是文丘里管，這很非常好，因?yàn)槲倚枰粋€(gè)文丘里管才能向您展示這種流體現(xiàn)象。這是我的設(shè)置：我的花園軟管進(jìn)入車(chē)庫(kù)，增壓泵為連接到壓力罐，壓力計(jì)和此流量計(jì)的歧管供料。我修改了儀表，使其通過(guò)將重量粘在中央支柱上而起到文丘里管的作用，這樣它就不會(huì)上下滑動(dòng)。我有一個(gè)差壓表來(lái)測(cè)量文丘里管上的壓降。壓力下降是此演示的全部目的。要了解為什么我們需要查看水的相圖。

我們知道水會(huì)根據(jù)溫度改變狀態(tài)。寒冷時(shí)是固體（冰），室溫時(shí)是液體，熱時(shí)是氣體（蒸汽）。但是，任何物質(zhì)的相還取決于環(huán)境壓力。您會(huì)看到，即使在室溫下，水在非常低的壓力下也會(huì)變成蒸汽。對(duì)于許多液體來(lái)說(shuō)都是如此。根據(jù)Bernoulli的說(shuō)法，如果我迫使水通過(guò)文丘里管中足夠小的開(kāi)口，那我就是在減少內(nèi)部能量（也就是壓力），并將其轉(zhuǎn)換為動(dòng)能（也就是流速）。而且，如果我使流量進(jìn)行得非常快，我可以將壓力降低到水的蒸汽壓力以下，轉(zhuǎn)化為蒸汽。

蒸汽本身不是問(wèn)題，但是當(dāng)壓力回升并且蒸汽倒塌成液體時(shí)，問(wèn)題就來(lái)了。在更大范圍內(nèi)，這種塌陷會(huì)導(dǎo)致熱沖擊。在蒸汽錘上查看我的視頻以了解更多信息。但是，在較小的規(guī)模上，坍塌的蒸汽氣泡被稱(chēng)為空化。即使比例較小，氣蝕可能造成的破壞也可能具有破壞性。這是因?yàn)檎羝钠屏褜?dǎo)致水加速加速并劇烈減速。水不可壓縮，因此會(huì)猛烈撞擊，形成沖擊波。就像一千個(gè)小水錘。有時(shí)在發(fā)生氣蝕的地方，您甚至可以聽(tīng)到這些沖擊波，聽(tīng)起來(lái)像礫石在管道中移動(dòng)。如果我在此水箱中建立足夠的壓力并打開(kāi)通向文丘里管的閥門(mén)，您可以清楚地看到（并聽(tīng)到）發(fā)生的氣蝕現(xiàn)象。我無(wú)法測(cè)量文丘里管收縮處的壓力，這將是一個(gè)非常強(qiáng)的真空，但是該壓力表測(cè)量的是由湍流和空化引起的總壓力損失，僅供參考，因?yàn)樗雌饋?lái)很酷。

不用說(shuō)，在大多數(shù)情況下，氣蝕是個(gè)壞消息。它會(huì)腐蝕管道，葉輪和其他活動(dòng)部件，導(dǎo)致加速磨損或?yàn)?zāi)難性故障。它甚至可能損壞非常高的水壩的溢洪道。因此，工程師通常避免進(jìn)行可能會(huì)使液體壓力突然變化的設(shè)計(jì)。管道彎曲平滑，而不是尺寸或方向突然變化。船用螺旋槳和泵葉輪經(jīng)過(guò)精心設(shè)計(jì)，以與其所連接的電動(dòng)機(jī)的速度和功率相匹配。大壩溢洪道的設(shè)計(jì)可避免任何突入高速水流。

但是，盡管在所有行業(yè)中通常都避免使用這種方法，但是空化也可能是一種有益的力量。超聲波清洗機(jī)利用空化作用來(lái)攪動(dòng)溶劑并破壞污染物和零件之間的牢固結(jié)合。一些行業(yè)使用空化來(lái)混合難以結(jié)合的化合物（例如油漆）。非常終，一些蝦移動(dòng)得如此之快，它們會(huì)形成空化氣泡殺死獵物。至于這款流量計(jì)，到目前為止看來(lái)還算不錯(cuò)。丙烯酸似乎比金屬更好地吸收了沖擊波。因此，非常好以我們的協(xié)作方式來(lái)制定協(xié)作方式。感謝AvE提供此視頻的演示。如果上海自?xún)x公司喜歡看工具和工業(yè)機(jī)械的內(nèi)部知識(shí)，又不介意一點(diǎn)兒語(yǔ)言，請(qǐng)查看他的頻道并告訴他我發(fā)給您了。