Давление паров жидкости. Кавитация

Таким образом, одновременно с развитием процесса испарения развивается обратный ему процесс конденсации. В определенный момент устанавливается состояние равновесия, наступает максимально возможное при данной температуре насыщение пространства над жидкостью паром. Давление, соответствующее такому равновесию, называется упругостью насыщенных паров при данной температуре, или давлением паров жидкости при данной температуре. Если резко уменьшить давление над поверхностью жидкости, то возникает интенсивное испарение с поверхности и даже во всей массе, т.е. жидкость начинает кипеть. Этому способствует наличие в жидкости некоторого количества растворенных газов, частицы которых являются центрами возникновения пузырьков.

Такое вскипание с образованием большого количества пузырьков, каверн-пустот в жидкости называют паровой кавитацией. В общем случае явление кавитации представляет собой образование разрывов сплошности в жидкости. Известно, что жидкости, не содержащие каких-либо примесей, способны выдерживать, не разрываясь, довольно высокие растягивающие усилия, иногда достигающие величин 314 МПа. Температурные флуктуации, приводящие к образованию паровых зародышей, понижают прочность воды до 157 МПа.

Экспериментально доказано, что при соблюдении особых предосторожностей можно добиться того, чтобы вода выдерживала растягивающие напряжения в 27 МПа. Вместе с тем, на практике в обычных лабораторных и натурных условиях кавитация наступает уже при давлениях, близких к давлению насыщенных паров при данной температуре. Такое расхождение теоретических и опытных данных обусловлено тем, что естественная вода содержит ядра или зародыши кавитации в виде мельчайших твердых или газообразных частичек — включений. Это вредное явление, с которым приходится встречаться при работе насосов, турбин и других гидромашин. Борьба с кавитацией является важнейшей технической проблемой.