螺旋桨在水中转时形成的水泡内的气体成分是什么

来源:百度知道 编辑:UC知道 时间:2024/06/02 02:17:07

水蒸气

水呢?水中通常溶有少量空气,进一步说,水的分子群可以转化为气体——水蒸气。在这一点上说,它同啤酒没有什么不同。不同的是,水分子在较低的压强下才会变为气体,产生气泡,这 种气泡称为空泡,也称为空穴。空泡有时小到直径只有10-5厘米,可别小看这种不起眼的空泡,它曾经是而且现在还是航海事业的可怕障碍。

  1894年,英制240吨的小型驱逐舰“勇敢号”初试航时,螺旋桨转速只能达到384转,比额定设计转速低1.54%,几经调试,直到1897年,总工程Barnaby才在造船工程师会上发表论文说明最初成绩不
良是由于螺旋桨发生了空泡现象。过了20年,1915年,英制的新鱼雷艇“德林”号驶入大西洋试验,它的设计速度比前一型号大一倍,但是当舰艇机器以最大转速工作时,艇尾抖动,尾部海水泡沫翻腾,犹
如倒啤酒时一样,速度和前一型号一样。当鱼雷艇回到基地时,螺旋桨已破烂不堪了。这又是空泡在捣乱。直到1971年,有人对上千艘船做了调查发现,其中有30%的螺旋桨在使用一年后,由于空泡造成不同程度的损伤。

  为了研究空泡产生的机理及其作用,人们从上世纪就开始了理论与实验研究。1895年,英国建造了专门研究空泡问题的小型水洞,随后在本世纪20~30年代,英、德、法、苏、美等国相继建造了较大型的空泡水洞。同时理论研究也取得了相应的进展。

  高速水流为什么会冒气泡?原来水在标准大气压下(一个大气压相当于101325Pa),温度达到100℃,水就会沸腾,“沸腾”就是水内部能冒气泡的现象。不同温度下,水沸腾的压强是不同的,这个压强称为饱和蒸气压,也称蒸气压。水在不同温度之下的饱 和蒸气压为:

温度/℃   0    20   40   60  80   100   120
蒸气压/Pa 600.66 2338.1 7381.2 14934 47377 101325 198490

  由此可见,在压强为2338.1Pa时,水在20℃就开了,这种在常温下沸腾的现象,可以称作“冷沸腾”。在海拔4000米以上的高原地面,由于那里的气压低,沸点只有86℃,所以在那里煮东西不容易熟。在压强达到198 490Pa时,即约不到两个大气压时,