空化与空蚀在生产生活中的应用

2013年第11期科技国向导◇高教论述◇空化与空蚀在生产生活中的应用黄刚雷吴迪辛毅(中国矿业大学电力工程学院江苏徐州22116【摘要】随看现代水利机向大型化,高速化发展,空化空蚀越来越引起人们的关注,我们在研究如何规避空化空蚀危害的同时,还应看到化空蚀有利的一面,空化现在已经在清洗,破碎、切割水处理湖泊净化等方面发挥着巨大的作用。本文主要介绍了空化的机理以及空化在生产生活中的应用。关键词】空化机;清洗水处理破碎0前言续发展。空化与空蚀是自然界中客观存在的一种物理现象广泛存在于水传统的治理江河湖泊的方法有(1)控制污染源减少污水的排利机械中。由于压力的变化而导致的液流内空泡的产生发展和溃灭放(2)在水面中种植高等植物等生物治理法让植物在水中生长、吸过程以及由此产生的一系列物理和化学变化被称之为空化当空化发收氮磷等营养盐同时植物的根系对水中悬浮物的吸附也有净化作生在固体表面破坏固体材料就形成空蚀用;(3)采用清淤挖泥的方法;(4)采取引水冲污的方法稀释水中的氮、1912年,在英国万吨级海轮上,发现海轮的低速原动机被高速磷等营养盐和藻类的浓度。原动机替代后只能航行很短的时间,其螺旋桨已经被空蚀的不能继续空化治理营养化水的机理:(1)直接热分解,空化产生的热汽泡内航行差不多同时德国和瑞典也都报道了水轮机被空蚀破坏的事情。热点温度5200k左右汽泡壁面上的温度约为190k,.泡内压力约为早在1753年 Euler就注意到水管中某处的压强若降低到负值时,水就500Mp,这样的条件下可以直接杀死细菌、浮游生物;(2)自由基氧会与管壁分离形成一个真空空间。1839年 Besant及1873年 Beyond化,空泡溃灭时水发生裂解,水中局部产生有高浓度的氧化剂如oH开始在实验室对空化进行研究。和HO2,他们能直接氧化水中的化学污染物;(3)超临界水氧化,水体1空化产生的机理中空化区域存在着局部超临界水超临界水具有强氧化能力可以处空化初生理有害有机物。所以可以看出空化法治理具有方便、简单、高效等优空化初生是空化在局部压力降至临近液体饱和蒸汽压力的瞬间点。完成的。纯水能承受张力但实际自然界中的水不能承受拉力如果水23在破碎、钻井方面的应用能承受1Mpa拉应力,根本就不会发生空化。这种差别可以用“空化空化现象发生会产生很大的脉冲压力,射流冲向岩石表面时核“理论解释液体中存在着破坏液体均匀性的杂质改变了液体的结有时是液体冲击岩石,有时是空泡冲击岩石,由于冲击物的质量构削弱了液体的抗拉强度从而为空化的产生提供了条件。波动,造成岩石表面压强波动,导致岩石在瞬时拉应力的作用下12空泡的发育与渍灭破坏和交变应力作用下疲劳损坏,所以空化射流可以大大提高射随着液体压力的降低液体中汽核开始形成汽泡,当压力继续降流对岩石的破碎和切割能力,除了很好的破碎作用外,空化射流低时汽泡在随着流动的过程中不断长大当进入压力升高的区域时,破碎还具有安全的特点特别适合在易燃、易爆的环境下使用。空汽泡则不断缩小面溃灭,这是一个复杂的动态过程化射流破碎钻井有如下优势:空化射流据进机是利用空化射流辅13空蚀助技术对岩石进行破碎,以往的破碎技术,刀具容易破坏,更换频空泡的溃灭过程如果发生在固体表面从小空泡溃灭中心辐射出率高影响工作进度。研究表明,在空化射流辅助掘进时,材料耗冲击压力波会使材料受到破坏,这种由空化作用引起材料的破坏被称能成本每平米比以往降低34.5%。传统的炮式巷道掘进会产生很为空蚀。当然关于空蚀的解释还有其他理论如热力学作用电化学多烟尘,使工人作业的环境粉尘浓度极高,这不仅加大了开采的作用等等。难度,阻碍开采进度,更重要的是威胁着工人的健康。研究表明工2空化空蚀在生产、生活中的应用作面采用空化射流辅助掘进大大减少了环境中粉尘浓度,仅为普21在清洗方面的应用通凿岩的18.5%。因此,空化射流技术在改善环境,保障工人的健对于清洗我们会有很多方法有化学清洗,超声波清洗以及新兴康等方面具有其突出的功效起的高压水射流清洗等。空化清洗主要是利用空化射流来实现的,即24水处理方面的应用通过设计特定的喷嘴来诱发空化的产生从而利用空泡破灭时产生的空化射流特别适合处理乳化含油废水刘峰、朱南文、王亚林等冲击力来去除固体表面的污垢。虽然空化射流和高压水射流在清洗方人研究了不同废水含油浓度、不同表面活性剂含量、不同射流空化面均有可靠、节能安全环保高效等优点但其作用机理完全和高压强度以及不同油滴粒径与除油率的关系实验结果表明在空化系水射流不同。高压水射流是利用高速水流的冲击力来进行清洗的然数为02的空化强度下,高浓度含油废水经过一次射流空化处理而空化射流则依靠流束中大量的空化汽泡在固体表面溃灭而产生密后,去除率可达85%;经过三次处理后去除率大于95%达到二级排集射流冲击作用来达到清洗目的的。相比于高压水射流空化射流不放标准会产生特别大的冲击力从而可以保护被清洗物体的防腐层,并且从3.结束语清洗效率方面来讲以清洗船舶相同平面为例高压水射流效率约为长期以来人们都在研究如何规避空化危害的措施很少有人认识100mh,而空化射流的效率为130m沿h。所以现在空化射流清洗技术到空化背后可以为我们所用的东西,随着人们对空化机理认识的深已广泛应用于海洋设施的清洗,主要案例有:入,人们逐渐发现空化的巨大价值,空化已经被越来越多的应用在我(1)海洋石油结构物清洗(2)海底石油设施的清洗(3)海洋船舶的们的生产生活中。在清洗破碎水处理等方面有其独特的优势,相信清洗(4)海岸工程清洗等当然空化射流清洗技术也在清洗飞机跑道空化会有更加广泛的应用前景方面得到了很好的应用并且取得了非常满意的效果。22在保护环境净化湖泊中的应用【参考文献】我国是一个湖泊众多的国家,大于1km2的天然潮泊有2300余(杨诗成王喜魁泵与风机(第四版M中国电力出版社2012个湖泊面积为70988m2,大约占全国陆地面积的08%。随着改革开[2夏宝莹刘望郑金豹黄皓崔健空化射流清洗技术及其在水下设施清洗中的水体富营养化日趋严重水污染问题已经严重制约我国经济的可持[4李健空化射流技术在水处理中的应用科技信息M:0离放,城市化进程的不断推进农药化肥和大量含磷洗涤剂的使用大量的应用J油气储运,201未经处理的城市生活污水、工业废水排人江河湖泊中,导致江河湖泊[3廖振芳陈德淑邓晓刚利用空化射流清洗湖泊清洗世