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控制阀中的问题——气穴和卡克水流
birdoo_ivy 发表于 2006/8/14 15:24:47 1477 查看 0 回复 [上一主题] [下一主题]
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气穴现象
气穴是液压系统中常出现的故障现象，它会引起液压系统工作性能恶化，除了产生振动和噪声外，还会因气泡占据一定空间，而破坏液体的连续性、降低吸油管的通油能力，使容积效率降低，损坏零件，缩短液压元件和管道的寿命，造成流量和压力波动。
油液中不可避免地含有一些空气，一部分呈气泡状态，一部分溶于油液中。在常温和大气压下，一般矿物油能溶解约6%～12%的空气。油液溶解空气的能力与油液的压力成正比。油液在液压系统中流动时，流速高的区域压力很低，当压力低于工作温度下油液的空气分离压时，溶解于油液中的空气将分离出来形成气泡。此外，当油液压力低于当时温度下的饱和蒸汽压时，油液汽化，也在油液中形成气泡。上述两种情况都将使气泡混杂在液体中，产生气穴，使充满在管道或元件中的油液成为不连续状态而产生气穴现象。油液的空气分离压与油液的种类、油温和空气溶解量有关，温度越高，空气溶解量越大，则空气分离压越高。
卡克水流现象
在管道的局部收缩段，侧向收缩的存在减少了断面宽度及过水面积，使得水流的单宽流量增加。当断面宽度减小到一定程度后，便会发生一种卡克水流现象(choking flow phenomenon)，这时在局部收缩段上游的水位因受到壅水影响而抬高，在收缩段内的水流均通过临界水深。卡克水流(choked flow)是因为在收缩段内的临界水流对其上游的来流起到了类似控制卡口的作用，相应于正常水深的能量已不足于使来流全部通过收缩段下泄，而必须壅高收缩段上游的水位以增加其能量，从而使水流完全通过。
早在20世纪60年代Chow和Henderson对卡克水流现象的一般理论和应用作了较为系统的分析。就卡克水流的理论研究及实际应用来说，所关心问题主要包括卡克水流临界判别条件、流量计算、能量损失及最高壅水位的确定。
根据国外的研究报告，在选择控制阀时，为了有效的解决上述问题，考察通过阀门的压降参数比阀内流体速度更为重要。