1893年，人們確認(rèn)英國一臺驅(qū)逐艦螺旋槳的破壞是汽蝕（Cavitation）的結(jié)果，這是汽蝕現(xiàn)象首次被發(fā)現(xiàn)。之后，人們對螺旋槳、水輪機(jī)和水泵等水利機(jī)械的汽蝕問題進(jìn)行了大量研究，隨著機(jī)器向高速方向的發(fā)展，越來越成為水力機(jī)械中至關(guān)重要的問題。
螺旋槳的汽蝕
汽蝕發(fā)生的階段和種類
汽蝕的發(fā)生可以分為以下幾個(gè)階段：
初生階段：用肉眼或者其他手段檢測出汽泡的發(fā)生；
發(fā)達(dá)階段：初生階段進(jìn)一步發(fā)展，汽泡大量產(chǎn)生；
終結(jié)階段：由于壓力上升汽泡消失。
汽蝕分為以下幾種類型：
游離汽蝕或移動汽蝕：在流動的液體中產(chǎn)生汽泡，同時(shí)在液體中成長，到高壓處覆滅。
固定汽蝕或附著汽蝕：在置于流動的物體表面或流道的邊壁上形成空穴，并附著于壁面之上。
漩渦汽蝕：在漩渦中低壓部分發(fā)生空穴，在螺旋槳翼端發(fā)生的汽蝕就屬于這種汽蝕。
振動汽蝕：在振幅、高壓力脈動液體中發(fā)生的汽蝕。進(jìn)行材料汽蝕破壞實(shí)驗(yàn)常利用這種汽蝕。通常在水力機(jī)械中并不多見。在水力機(jī)械中往往發(fā)生移動汽蝕固定汽蝕。
液體在一定的溫度下，降低壓力至該溫度下汽化壓力時(shí)，液體便產(chǎn)生充滿氣體的的汽泡，這是產(chǎn)生汽蝕的根本原因，從液體中分解出來的空氣或其他汽泡，對汽蝕的影響和蒸汽泡不同。
汽蝕時(shí)產(chǎn)生的汽泡，流動到高壓處時(shí)，其體積減小以至破滅。這種由于壓力上升而導(dǎo)致的汽泡消失在液體中的現(xiàn)象被稱為汽泡的覆滅。
實(shí)踐證明，汽蝕腐蝕破壞的部位，正是汽泡消失的地方，所以常常在葉輪出口和壓水室進(jìn)口部位發(fā)現(xiàn)破壞痕跡。但是，不能忘記汽蝕的發(fā)源地是在葉輪進(jìn)口處。因?yàn)橐话闱闆r下化工泵的葉輪進(jìn)口是壓力最低的地方。如果這個(gè)地方液體的壓力等于或低于在該溫度下的液體的汽化壓力，就會有蒸汽及溶解在液體的氣體從液體中大量溢出，形成許多蒸汽與氣體混合的小氣泡。當(dāng)含有大量小氣泡的液體向前經(jīng)葉輪內(nèi)的高壓區(qū)時(shí)，氣泡周圍的高壓液體致使氣泡急劇地縮小以至破裂。在氣泡凝結(jié)破裂的同時(shí)，液體質(zhì)點(diǎn)以很高的速度填充空穴，在此瞬間產(chǎn)生很強(qiáng)烈的水擊作用，并以很高的沖擊頻率打擊金屬表面，沖擊應(yīng)力可達(dá)幾百至幾千個(gè)大氣壓，沖擊頻率可達(dá)每秒幾萬次，嚴(yán)重時(shí)會將壁厚擊穿。在泵中產(chǎn)生氣泡和氣泡破裂使過流部件遭受到破壞的過程就是化工泵中的汽蝕過程。
汽蝕引起的破壞
化工泵汽蝕時(shí)的現(xiàn)象
1）產(chǎn)生噪聲和振動
由于泵汽蝕時(shí)，汽泡在高壓區(qū)連續(xù)產(chǎn)生后突然破裂，以及伴隨的強(qiáng)烈水擊而產(chǎn)生噪聲和振動，可以聽到像爆豆似的噼噼啪啪的響聲。
2）過流部件的腐蝕破壞
泵長時(shí)間在汽蝕條件下工作時(shí)，泵的過流部件的某些地方會遭到腐蝕破壞，這是因?yàn)槠菰谀Y(jié)時(shí)金屬表面受到高頻600-25000Hz的強(qiáng)烈沖擊，致使金屬表面出現(xiàn)麻點(diǎn)以致穿孔。
3）性能下降
化工泵汽蝕時(shí)葉輪內(nèi)液體的能量受到干擾和破壞，在外特性上的表現(xiàn)是流量-揚(yáng)程曲線、流量-軸功率曲線、流量-效率曲線下降，嚴(yán)重時(shí)會使泵中液流中斷，不能工作。
不同比轉(zhuǎn)速泵因汽蝕引起的性能曲線下降
防止發(fā)生汽蝕的措施
欲防止發(fā)生汽蝕必須提供NPSHa（有效汽蝕余量），使NPSHa>NPSHr（必須汽蝕余量），由此可以得到以下措施。
● 減小幾何吸上高度（或增加幾何倒灌高度）；
● 減小吸入損失，為此可以設(shè)法增加管徑、減小管路長度、彎頭和管路附件等；
● 泵在大流量下運(yùn)行時(shí)NPSHr增加，NPSHa減小，所以，在確定安裝高度時(shí)，應(yīng)使NPSH（許用汽蝕余量）比NPSHc（NPSHr）大得多一些，否則應(yīng)防止長時(shí)間在大流量下運(yùn)行。有時(shí)因選泵不當(dāng)，使泵處在大流量下運(yùn)行，容易產(chǎn)生汽蝕，這點(diǎn)在選泵時(shí)應(yīng)加以注意；
● 在同樣轉(zhuǎn)速和流量下，采用雙吸泵，因減小進(jìn)口流速，泵不易發(fā)生汽蝕；
● 泵發(fā)生汽蝕時(shí)，應(yīng)把流量調(diào)小或降速運(yùn)行；
● 泵吸水池的情況對泵汽蝕有重要影響；
● 當(dāng)運(yùn)行流量小于最優(yōu)工況點(diǎn)75%時(shí)，應(yīng)配置小流量葉輪，如采用切割葉輪方法，會出現(xiàn)較大的負(fù)沖角，而使汽蝕性能變壞；
● 若泵在大流量運(yùn)行，可車大葉輪進(jìn)口，或把葉片進(jìn)口去掉一部分；
● 減薄葉片的進(jìn)邊口（或打磨修尖葉片的進(jìn)邊口）；
● 當(dāng)泵因汽蝕產(chǎn)生明顯的噪聲、振動時(shí)，向泵進(jìn)口補(bǔ)氣可使噪聲、振動得到緩解；
● 對于苛刻條件下運(yùn)行的泵，為避免汽蝕破壞，可使用耐腐蝕的材料。
