空化與空蝕在生產(chǎn)生活中的應用

2013年第11期科技國向導◇高教論述◇空化與空蝕在生產(chǎn)生活中的應用黃剛雷吳迪辛毅(中國礦業(yè)大學(xué)電力工程學(xué)院江蘇徐州22116【摘要】隨看現代水利機向大型化,高速化發(fā)展,空化空蝕越來(lái)越引起人們的關(guān)注,我們在研究如何規避空化空蝕危害的同時(shí),還應看到化空蝕有利的一面,空化現在已經(jīng)在清洗,破碎、切割水處理湖泊凈化等方面發(fā)揮著(zhù)巨大的作用。本文主要介紹了空化的機理以及空化在生產(chǎn)生活中的應用。關(guān)鍵詞】空化機;清洗水處理破碎0前言續發(fā)展?？栈c空蝕是自然界中客觀(guān)存在的一種物理現象廣泛存在于水傳統的治理江河湖泊的方法有(1)控制污染源減少污水的排利機械中。由于壓力的變化而導致的液流內空泡的產(chǎn)生發(fā)展和潰滅放(2)在水面中種植高等植物等生物治理法讓植物在水中生長(cháng)、吸過(guò)程以及由此產(chǎn)生的一系列物理和化學(xué)變化被稱(chēng)之為空化當空化發(fā)收氮磷等營(yíng)養鹽同時(shí)植物的根系對水中懸浮物的吸附也有凈化作生在固體表面破壞固體材料就形成空蝕用;(3)采用清淤挖泥的方法;(4)采取引水沖污的方法稀釋水中的氮、1912年,在英國萬(wàn)噸級海輪上,發(fā)現海輪的低速原動(dòng)機被高速磷等營(yíng)養鹽和藻類(lèi)的濃度。原動(dòng)機替代后只能航行很短的時(shí)間,其螺旋槳已經(jīng)被空蝕的不能繼續空化治理營(yíng)養化水的機理:(1)直接熱分解,空化產(chǎn)生的熱汽泡內航行差不多同時(shí)德國和瑞典也都報道了水輪機被空蝕破壞的事情。熱點(diǎn)溫度5200k左右汽泡壁面上的溫度約為190k,.泡內壓力約為早在1753年 Euler就注意到水管中某處的壓強若降低到負值時(shí),水就500Mp,這樣的條件下可以直接殺死細菌、浮游生物;(2)自由基氧會(huì )與管壁分離形成一個(gè)真空空間。1839年 Besant及1873年 Beyond化,空泡潰滅時(shí)水發(fā)生裂解,水中局部產(chǎn)生有高濃度的氧化劑如oH開(kāi)始在實(shí)驗室對空化進(jìn)行研究。和HO2,他們能直接氧化水中的化學(xué)污染物;(3)超臨界水氧化,水體1空化產(chǎn)生的機理中空化區域存在著(zhù)局部超臨界水超臨界水具有強氧化能力可以處空化初生理有害有機物。所以可以看出空化法治理具有方便、簡(jiǎn)單、高效等優(yōu)空化初生是空化在局部壓力降至臨近液體飽和蒸汽壓力的瞬間點(diǎn)。完成的。純水能承受張力但實(shí)際自然界中的水不能承受拉力如果水23在破碎、鉆井方面的應用能承受1Mpa拉應力,根本就不會(huì )發(fā)生空化。這種差別可以用“空化空化現象發(fā)生會(huì )產(chǎn)生很大的脈沖壓力,射流沖向巖石表面時(shí)核“理論解釋液體中存在著(zhù)破壞液體均勻性的雜質(zhì)改變了液體的結有時(shí)是液體沖擊巖石,有時(shí)是空泡沖擊巖石,由于沖擊物的質(zhì)量構削弱了液體的抗拉強度從而為空化的產(chǎn)生提供了條件。波動(dòng),造成巖石表面壓強波動(dòng),導致巖石在瞬時(shí)拉應力的作用下12空泡的發(fā)育與漬滅破壞和交變應力作用下疲勞損壞,所以空化射流可以大大提高射隨著(zhù)液體壓力的降低液體中汽核開(kāi)始形成汽泡,當壓力繼續降流對巖石的破碎和切割能力,除了很好的破碎作用外,空化射流低時(shí)汽泡在隨著(zhù)流動(dòng)的過(guò)程中不斷長(cháng)大當進(jìn)入壓力升高的區域時(shí),破碎還具有安全的特點(diǎn)特別適合在易燃、易爆的環(huán)境下使用?？掌輨t不斷縮小面潰滅,這是一個(gè)復雜的動(dòng)態(tài)過(guò)程化射流破碎鉆井有如下優(yōu)勢:空化射流據進(jìn)機是利用空化射流輔13空蝕助技術(shù)對巖石進(jìn)行破碎,以往的破碎技術(shù),刀具容易破壞,更換頻空泡的潰滅過(guò)程如果發(fā)生在固體表面從小空泡潰滅中心輻射出率高影響工作進(jìn)度。研究表明,在空化射流輔助掘進(jìn)時(shí),材料耗沖擊壓力波會(huì )使材料受到破壞,這種由空化作用引起材料的破壞被稱(chēng)能成本每平米比以往降低34.5%。傳統的炮式巷道掘進(jìn)會(huì )產(chǎn)生很為空蝕。當然關(guān)于空蝕的解釋還有其他理論如熱力學(xué)作用電化學(xué)多煙塵,使工人作業(yè)的環(huán)境粉塵濃度極高,這不僅加大了開(kāi)采的作用等等。難度,阻礙開(kāi)采進(jìn)度,更重要的是威脅著(zhù)工人的健康。研究表明工2空化空蝕在生產(chǎn)、生活中的應用作面采用空化射流輔助掘進(jìn)大大減少了環(huán)境中粉塵濃度,僅為普21在清洗方面的應用通鑿巖的18.5%。因此,空化射流技術(shù)在改善環(huán)境,保障工人的健對于清洗我們會(huì )有很多方法有化學(xué)清洗,超聲波清洗以及新興康等方面具有其突出的功效起的高壓水射流清洗等?？栈逑粗饕抢每栈淞鱽?lái)實(shí)現的,即24水處理方面的應用通過(guò)設計特定的噴嘴來(lái)誘發(fā)空化的產(chǎn)生從而利用空泡破滅時(shí)產(chǎn)生的空化射流特別適合處理乳化含油廢水劉峰、朱南文、王亞林等沖擊力來(lái)去除固體表面的污垢。雖然空化射流和高壓水射流在清洗方人研究了不同廢水含油濃度、不同表面活性劑含量、不同射流空化面均有可靠、節能安全環(huán)保高效等優(yōu)點(diǎn)但其作用機理完全和高壓強度以及不同油滴粒徑與除油率的關(guān)系實(shí)驗結果表明在空化系水射流不同。高壓水射流是利用高速水流的沖擊力來(lái)進(jìn)行清洗的然數為02的空化強度下,高濃度含油廢水經(jīng)過(guò)一次射流空化處理而空化射流則依靠流束中大量的空化汽泡在固體表面潰滅而產(chǎn)生密后,去除率可達85%;經(jīng)過(guò)三次處理后去除率大于95%達到二級排集射流沖擊作用來(lái)達到清洗目的的。相比于高壓水射流空化射流不放標準會(huì )產(chǎn)生特別大的沖擊力從而可以保護被清洗物體的防腐層,并且從3.結束語(yǔ)清洗效率方面來(lái)講以清洗船舶相同平面為例高壓水射流效率約為長(cháng)期以來(lái)人們都在研究如何規避空化危害的措施很少有人認識100mh,而空化射流的效率為130m沿h。所以現在空化射流清洗技術(shù)到空化背后可以為我們所用的東西,隨著(zhù)人們對空化機理認識的深已廣泛應用于海洋設施的清洗,主要案例有:入,人們逐漸發(fā)現空化的巨大價(jià)值,空化已經(jīng)被越來(lái)越多的應用在我(1)海洋石油結構物清洗(2)海底石油設施的清洗(3)海洋船舶的們的生產(chǎn)生活中。在清洗破碎水處理等方面有其獨特的優(yōu)勢,相信清洗(4)海岸工程清洗等當然空化射流清洗技術(shù)也在清洗飛機跑道空化會(huì )有更加廣泛的應用前景方面得到了很好的應用并且取得了非常滿(mǎn)意的效果。22在保護環(huán)境凈化湖泊中的應用【參考文獻】我國是一個(gè)湖泊眾多的國家,大于1km2的天然潮泊有2300余(楊詩(shī)成王喜魁泵與風(fēng)機(第四版M中國電力出版社2012個(gè)湖泊面積為70988m2,大約占全國陸地面積的08%。隨著(zhù)改革開(kāi)[2夏寶瑩劉望鄭金豹黃皓崔健空化射流清洗技術(shù)及其在水下設施清洗中的水體富營(yíng)養化日趨嚴重水污染問(wèn)題已經(jīng)嚴重制約我國經(jīng)濟的可持[4李健空化射流技術(shù)在水處理中的應用科技信息M:0離放,城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)農藥化肥和大量含磷洗滌劑的使用大量的應用J油氣儲運,201未經(jīng)處理的城市生活污水、工業(yè)廢水排人江河湖泊中,導致江河湖泊[3廖振芳陳德淑鄧曉剛利用空化射流清洗湖泊清洗世