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你敢相信一觸即破的氣泡可以摧毀一艘巨輪嗎,?$ ~& i6 F: F8 n a$ s* h
: }* v8 ?* K) z$ n$ H1902年,,當(dāng)時(shí)最先進(jìn)的驅(qū)逐艦下水試航。不久后,,艦艇航速下降,,驅(qū)逐性能也大幅降低。在檢查中發(fā)現(xiàn),,光滑的螺旋槳變得坑坑洼洼,。可明明采用了極耐腐蝕的合金,,為什么還會(huì)出現(xiàn)這么嚴(yán)重的腐蝕呢,?1 \2 Z" f2 V7 O! b$ U
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力學(xué)家洛德·瑞利經(jīng)過10余年的研究發(fā)現(xiàn),造成艦船腐蝕嚴(yán)重的罪魁禍?zhǔn)拙谷皇撬锏臍馀荨?/strong>為什么吹彈可破的氣泡有這么大的威力,?它們又是怎么形成的呢,? ' M" v4 F2 \/ u. C+ C2 ^
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艦艇在水中時(shí),螺旋槳快速旋轉(zhuǎn),,在葉片附近就會(huì)形成一片低壓區(qū),,壓力的降低會(huì)導(dǎo)致海水不加熱就能快速沸騰,,同時(shí)會(huì)產(chǎn)生大量的氣泡。這些氣泡里不是普通的空氣,,而是海水瞬間汽化形成的水蒸氣,,內(nèi)部壓力極大。1 k4 B" G: q! K3 u: ~1 ^" E/ \
8 f+ f8 b* e0 Z在破裂時(shí),,能量會(huì)集中釋放,,產(chǎn)生極高的溫度和巨大的沖擊力,在周圍海水的高壓下,,氣泡還會(huì)形成像子彈一樣的流束,。它的速度約為5千米/秒,當(dāng)持續(xù)沖擊葉片表面,,會(huì)產(chǎn)生無數(shù)的細(xì)孔和裂紋,,加快螺旋槳的腐蝕,這種現(xiàn)象就是氣蝕現(xiàn)象,。$ z Z% G3 B5 K$ m8 Y5 i9 n4 o
' g) g$ y/ e, m7 U4 ], e我們常見的水滴石穿,,形成的很大原因就是氣蝕。通過高速攝像機(jī)可以發(fā)現(xiàn),,在水滴落地的瞬間,,猛烈的撞擊下會(huì)有無數(shù)的氣泡產(chǎn)生,氣泡高速?zèng)_擊石頭,。在長年累月的侵蝕下,,再堅(jiān)硬的石頭都會(huì)敗下陣來。
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Z0 {. A7 Z9 t' G' ]氣蝕現(xiàn)象還常見于離心泵中,。離心泵的葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)會(huì)形成低壓區(qū),,當(dāng)壓力低于液體汽化的壓力時(shí),就會(huì)引起一部分液體蒸發(fā),,產(chǎn)生大量水蒸氣氣泡,。這些氣泡在傳輸進(jìn)高壓區(qū)域后,被擠壓急速破裂,,產(chǎn)生的強(qiáng)烈沖擊力可達(dá)幾千個(gè)大氣壓,,會(huì)猛烈沖擊水管,嚴(yán)重時(shí)能將水管擊穿,。# B9 B/ a" Y, r' L9 d: A8 k# a
8 _0 Q& D5 F, b9 ]# M/ ~) J除了氣蝕,,離心泵啟動(dòng)時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一種氣縛現(xiàn)象。此時(shí)泵內(nèi)氣體未完全排出,,葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)形成的低壓無法將液體吸進(jìn)來,,泵就像被“氣體”縛住一樣失去了自吸能力,而電機(jī)也會(huì)空轉(zhuǎn)燒壞,。這種現(xiàn)象和氣蝕一樣,,都會(huì)產(chǎn)生劇烈振動(dòng)和刺耳的噪音,,影響泵的正常工作。不過啟動(dòng)前,,在泵內(nèi)灌滿液體,,就可以有效避免氣縛。而避免氣蝕卻比較復(fù)雜,,要防止水溫過高壓力過低,,還要加強(qiáng)材料的強(qiáng)度和韌性,才能降低氣蝕危害,。8 C# X. R2 g" J$ |; w
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- O1 r9 ?% n2 `' [$ N 在長期對(duì)抗氣蝕危害中,,人們也發(fā)現(xiàn)了氣蝕的用處,氣蝕發(fā)生時(shí)產(chǎn)生的高沖擊力氣泡,,能夠有效的清潔污漬,。高壓水槍、自動(dòng)洗碗機(jī) ,、沖牙器等,,都是氣蝕被合理利用的產(chǎn)物,為生活也帶來了極大的便利,。4 u& r v% ^) p
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