船舶推进_螺旋桨的空泡现象
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31
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
对任一切面来说，空泡出现的部位取决于空 泡数σ 和攻角α 的大小。
a
b
c
32
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
叶切面的空泡斗（cavitation bucket）
10 8 6
背片空泡 泡状空泡
C (σ
面片空泡 泡 状 空 泡 界 限
C
αmax
p0 i pv i 1 ρ V02 2
p0 i pv i 1 ρ V02 i 2
24
6.1 空泡的成因
气化空泡、似是空泡都可能在大于、等于或小于 饱和蒸汽压力pv 时出现。成长过程缓慢。 汽化空泡则总是在小于或至少等于pv下才能出现。 成长迅速。
初生空泡数σi
p0 i pv i 1 ρ V02 2
10330
气压越大沸点越高，气压越小沸点越低。 同样，深压在海底的水，其沸点也会随着其周围的压强 变化而变化。 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。
10
6.1 空泡的成因
A点: p0,V0
B点: pb,Vb
11
6.1 空泡的成因
A点: p0,V0
B点: pb,Vb
空泡一般经历初生、发展和溃灭三个阶段。 空泡被认为是流体动力的扰动源、噪声的辐射源、振 动的激励源和材料的剥蚀源。
35
6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
云状空泡 叶面空泡 泡沫空泡 桨毂空泡 片状空泡 局部空泡 cloud cavity face cavity foam cavity, burbling cavity hub cavity sheet cavity, laminar cavity partial cavity
当空气中所含水蒸气的量达到最大时就称这种空气为“饱和湿 空气”,与饱和湿空气对应的压力称为“饱和蒸气压力”。
9
6.1 空泡的成因
表 6-1汽化压力随温度的变化
水温t（oC） 5 10 15 20 30 40 50 60 100
汽化压力pv （kgf/m2）
89
125
174
238
433
725
1258 2081
令
p0 pv 1 ρ V02 2
空泡数 (cavitation number) 若切面上B点处的减压系数ξ≥σ，则pb≤pv，B处即产生空 泡。反之，当B点处的ξ＜σ，则pb＞pv，即不产生空泡。 因此，B点产生空泡的条件也可写成：
ξ≥σ
15
6.1 空泡的成因
综上所述，根据桨叶上某处的减压系数 ξ 与空泡数 σ 的比较，可以判断该处是否 发生空泡，其判断的准则是： 当ξ≥σ，有空泡 当ξ＜σ，无空泡
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
34
6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
一、螺旋桨的空泡现象
空泡的分类 按发生空泡物体类型分为：水翼空泡、螺旋桨空泡、 水泵空泡等； 按空泡发生部位可以分为：物面空泡、梢涡空泡、 尾流空泡等； 按空泡的形态可以分为：游离空泡、片状空泡、云 雾状空泡、涡空泡及超空泡。
p0 i pv i 1 ρ V02 i 2
25
6.1 空泡的成因
气化空泡—水中空气逸出到气核 空泡 汽化空泡—水爆发式汽化
似是空泡—水中气核膨胀
空泡判别条件只对汽化空泡近似正确。
26
第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
若切面上某处（B点）之ξ < 0，则
表示该处压力增高(即大于p0)，若ξ > 0，则为压力降低。通常认为，
当B点的压力降至该水温下的汽化
压力(饱和蒸汽压力 ) pv时，B点处 即开始出现空泡。
故B点产生空泡的 条件：pb ≤ pv
14
6.1 空泡的成因
p0 pb 1 2 ρ V0 2
1.0
C
σ
百度文库
第一阶段空泡现象 的特征是： 空泡区域是局部 的，对叶切面的水 动力性能不发生明 显影响，但可能在 叶表面产生剥蚀。
29
D
0
-1.0
D
C
B
A
球状空泡；局部空泡
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
空泡现象的第二阶段
ξ
2.0
第二阶段空泡现象的
特征是：
CL 10C D
1.0
ξ=σ
0
C -σ,α=常 空泡区域已拖到
用伯努利方程确定 A、B 两点处压力及速度之间的 关系，即
p 0 V p b Vb
1 2 2 0 1 2
2
p 0 p b (V V )
1 2 2 b 2 0
12
6.1 空泡的成因
1 2 2 p0 pb ρ(Vb V0 ) 2
p 0 pb Vb 2 ( ) 1 1 V 2 0 ρ V0 2
2
第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
3
第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要教学要求
1. 了解空泡的成因、空泡的种类及其特点。这是本次 课的一个教学难点。 2. 理解螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响。这是本 次课的一个教学重点和难点。 3. 了解螺旋桨空泡校核方法。 4. 掌握螺旋桨强度的规范校核法的基本思想。这是本 次课的另一个教学重点。
8
6.1 空泡的成因
螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背压力降低形成吸力 面，若某处的压力降至临界值以下时，导致爆发式的 汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气 泡，称为空泡。一般认为，压力的临界值即为该温度 时水的汽化压力 pv(或称饱和蒸汽压力)。 空泡现象：流场中由于液体流动导致局部压力发生变化， 其局部压力低于液体的饱和蒸汽压时，引起液体介质爆 发式的汽化形成气泡。
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
27
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
在研究空泡问题时，常按空泡对翼型水动力性
能影响的不同而分为两个阶段，即空泡现象的
第一阶段和第二阶段。
28
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
空泡现象的第一阶段
ξ
2.0
ξmax
船舶发展存在着二种趋势
高转速和大功率：军用船舶(如高速艇等)主机，并将高
速主机与螺旋桨直接相连。这类船的螺旋桨上空泡往往
在所难免，因而促进了所谓空泡螺旋桨或全空泡螺旋桨 的研究和发展。
船舶大型化和高功率：由于螺旋桨负荷不断增加，尾部
流场的不均匀性使螺旋桨上产生时生时灭的空泡，导致 桨叶剥蚀损伤，而且往往伴有强烈的尾部振动。
空泡数与来流速度、水的汽 化压力及静压力有关，而与 浆叶切面几何特征无关。
p 0 p a hs
1. 当 p0-pv 为一定值时，来流速度越大，则空泡数越小; 2. 当V0与p0 一定，水温越高，汽化压力pv越大，则空泡数越 小; 3. 当 V0和pa为一定时, 浆叶的沉没深度越大，则空泡数也越 大;
Δp
1 ρV 0 2 2
αK -2.5°
0
-1.0
18
6.1 空泡的成因
不同切面的最大减压系数ξ
叶背 吸力 叶背 吸力 导边 导边 静水压力 叶面
静水压力 叶面 压力
压力
结论：改变叶切面上减压系数只能从改变叶切面形状和入 射角入手。
19
6.1 空泡的成因
影响空泡数的因素
p0 pv 1 2 ρ V0 2
6
第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
7
6.1 空泡的成因
需要研究的课题
1. 空泡的机理是什么？ 2. 空泡到底有没有尺度效应？ 3. 空泡为什么会产生剥蚀及其防止的对策？ 4. 叶切面的空泡程度和性能究竟如何预测？
L D
C -σ,α=常 随边之外，通常对叶
1.0
表面无剥蚀作用；但
1.5 1.0 影响叶切面的水动力 0.5
片状空泡（全空泡）
性能。
30
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
水动力特性与空泡数的关系
CL 10C D
C L-σ,α=常数
空泡初生
C D-σ,α=常数
空泡初生
0.5
1.0
1.5
2.0
σ
4
第6章 螺旋桨的空泡现象
概述
螺旋桨的空泡(cavity)现象，从19世纪末就引起了造船界 的注意。 1894 年，“勇敢”号小型驱逐 舰：转速比额定低 1.54% ；主 机总功率比额定低 7.5%；航速 只有24节（设计27节） 原因：空泡
5
最后修改 方案？
盘 面 比 增 加 45%
第6章 螺旋桨的空泡现象
船舶推进 Ship Propulsion
华中科技大学船海学院
1
课程安排
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第8 章 第9 章 概述（2学时） 螺旋桨几何特征（2学时） 螺旋桨基础理论（3学时） 螺旋桨模型的敞水试验（4学时） 螺旋桨与船体相互作用（4学时） 螺旋桨的空泡现象（4学时） 螺旋桨的强度校核（4学时） 螺旋桨图谱设计（7学时） 实船推进性能（2学时）
ξ: 减压系数(reduced
pressure coefficient)
减压系数ξ只与该处 流速 Vb 对来流速度 V0 的比值 ( Vb／V0) 有关。 故在绕流条件下减压 系数ξ随切面形状、 入射角 αK 及 B 点的位 置而变，与来流速度 V0的大小无关。
13
6.1 空泡的成因
p0 pb Vb 2 ( ) 1 1 V 2 0 ρ V0 2
)
界限
α(°)
泡 背空
4 2 0
-2 -4 -6
Δα
A (σD αD)
无空泡区
B (σ
面空
B
αmin
泡界
)
限
0.5
σc r
1.0
1.5
ξmax ,σ
33
第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
21
6.1 空泡的成因
不发生空泡的极限条件：
ξmax=σ
max
p0 pv 1 2 ρ Vk 2
Vk
p0 pv 1 max 2
Vk : 不发生空泡的极限速度 物体做高速运动时，若速度超过极限值 Vk ，则必然 发生空泡现象。
22
6.1 空泡的成因
空泡的种类
气核：研究表明，在液体中产生空泡是因液体内本身 存在某种“缺陷”或“弱点”所致，这种缺陷或弱点 就是气核。 1. 气化空泡（gasification cavity）：是指原溶解于水中的 气体，由于降压或过饱和，以扩散的方式通过界面逸到
16
6.1 空泡的成因
影响因素 影响空泡数和减 压系数的因素
空 泡 数 σ(cavitation number) 与
来流速度V0、水的汽化压力pv及
静压力p0有关，而与桨叶切面的 几何特征无关。 减压系数 ξ 只与该处流速 Vb 对来 流速度V0的比值(Vb／V0)有关。 在绕流条件下减压系数 ξ 随切面 形状、入射角 αK 及 B 点的位置而 变，与来流速度V0的大小无关。
20
6.1 空泡的成因
4. 当转速 n 和进速 VA 较大， 来流速度V0 (忽略诱导速度) 其合成速度 V0 也大，则空 则可表示为: 泡数较小。 2 2
V0 (2 rn ) V A
p0 pv 1 ρ V02 2
对于叶切面来说，最大减压系数越大者越易发生空 泡；对空泡数来说，空泡数愈小愈易发生空泡。
17
p0 pv 1 ρ V02 2
p0 pb Vb 2 ( ) 1 1 2 V0 ρ V0 2
6.1 空泡的成因
不同切面的最大减压系数ξ
+2.0 +1.0 Δp
1 ρV 0 2
2
αK 11°
Δp
1 ρV 0 2 2
+1.0 0
-1.0
αK 3.5°
0
-1.0
+2.0 +1.0
存在于水里的气核中并成长到肉眼能见的程度；
2. 汽化空泡（ vaporization cavity ）：是指液体分子因降 压到所谓饱和蒸汽压力导致爆发式的汽化，水汽通过界
面，进入气核并使之膨胀；
23
6.1 空泡的成因
3. 似是空泡：指原来以各种方式存在于水中的气核，虽 然没有任何水汽或气体逸入，但当外界压力降低时， 它本身也会膨胀到肉眼可见的程度。 气化空泡、似是空泡都可能在大于、等于或小于饱和蒸 汽压力pv 时出现。成长过程缓慢。 汽化空泡则总是在小于或至少等于 pv 下才能出现。成长 迅速。 初生空泡数σi
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
对任一切面来说，空泡出现的部位取决于空 泡数σ 和攻角α 的大小。
a
b
c
32
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
叶切面的空泡斗（cavitation bucket）
10 8 6
背片空泡 泡状空泡
C (σ
面片空泡 泡 状 空 泡 界 限
C
αmax
p0 i pv i 1 ρ V02 2
p0 i pv i 1 ρ V02 i 2
24
6.1 空泡的成因
气化空泡、似是空泡都可能在大于、等于或小于 饱和蒸汽压力pv 时出现。成长过程缓慢。 汽化空泡则总是在小于或至少等于pv下才能出现。 成长迅速。
初生空泡数σi
p0 i pv i 1 ρ V02 2
10330
气压越大沸点越高，气压越小沸点越低。 同样，深压在海底的水，其沸点也会随着其周围的压强 变化而变化。 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。
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6.1 空泡的成因
A点: p0,V0
B点: pb,Vb
11
6.1 空泡的成因
A点: p0,V0
B点: pb,Vb
空泡一般经历初生、发展和溃灭三个阶段。 空泡被认为是流体动力的扰动源、噪声的辐射源、振 动的激励源和材料的剥蚀源。
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6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
云状空泡 叶面空泡 泡沫空泡 桨毂空泡 片状空泡 局部空泡 cloud cavity face cavity foam cavity, burbling cavity hub cavity sheet cavity, laminar cavity partial cavity
当空气中所含水蒸气的量达到最大时就称这种空气为“饱和湿 空气”,与饱和湿空气对应的压力称为“饱和蒸气压力”。
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6.1 空泡的成因
表 6-1汽化压力随温度的变化
水温t（oC） 5 10 15 20 30 40 50 60 100
汽化压力pv （kgf/m2）
89
125
174
238
433
725
1258 2081
令
p0 pv 1 ρ V02 2
空泡数 (cavitation number) 若切面上B点处的减压系数ξ≥σ，则pb≤pv，B处即产生空 泡。反之，当B点处的ξ＜σ，则pb＞pv，即不产生空泡。 因此，B点产生空泡的条件也可写成：
ξ≥σ
15
6.1 空泡的成因
综上所述，根据桨叶上某处的减压系数 ξ 与空泡数 σ 的比较，可以判断该处是否 发生空泡，其判断的准则是： 当ξ≥σ，有空泡 当ξ＜σ，无空泡
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
34
6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
一、螺旋桨的空泡现象
空泡的分类 按发生空泡物体类型分为：水翼空泡、螺旋桨空泡、 水泵空泡等； 按空泡发生部位可以分为：物面空泡、梢涡空泡、 尾流空泡等； 按空泡的形态可以分为：游离空泡、片状空泡、云 雾状空泡、涡空泡及超空泡。
p0 i pv i 1 ρ V02 i 2
25
6.1 空泡的成因
气化空泡—水中空气逸出到气核 空泡 汽化空泡—水爆发式汽化
似是空泡—水中气核膨胀
空泡判别条件只对汽化空泡近似正确。
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第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
若切面上某处（B点）之ξ < 0，则
表示该处压力增高(即大于p0)，若ξ > 0，则为压力降低。通常认为，
当B点的压力降至该水温下的汽化
压力(饱和蒸汽压力 ) pv时，B点处 即开始出现空泡。
故B点产生空泡的 条件：pb ≤ pv
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6.1 空泡的成因
p0 pb 1 2 ρ V0 2
1.0
C
σ
百度文库
第一阶段空泡现象 的特征是： 空泡区域是局部 的，对叶切面的水 动力性能不发生明 显影响，但可能在 叶表面产生剥蚀。
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D
0
-1.0
D
C
B
A
球状空泡；局部空泡
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
空泡现象的第二阶段
ξ
2.0
第二阶段空泡现象的
特征是：
CL 10C D
1.0
ξ=σ
0
C -σ,α=常 空泡区域已拖到
用伯努利方程确定 A、B 两点处压力及速度之间的 关系，即
p 0 V p b Vb
1 2 2 0 1 2
2
p 0 p b (V V )
1 2 2 b 2 0
12
6.1 空泡的成因
1 2 2 p0 pb ρ(Vb V0 ) 2
p 0 pb Vb 2 ( ) 1 1 V 2 0 ρ V0 2
2
第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
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第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要教学要求
1. 了解空泡的成因、空泡的种类及其特点。这是本次 课的一个教学难点。 2. 理解螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响。这是本 次课的一个教学重点和难点。 3. 了解螺旋桨空泡校核方法。 4. 掌握螺旋桨强度的规范校核法的基本思想。这是本 次课的另一个教学重点。
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6.1 空泡的成因
螺旋桨在水中工作时，桨叶的叶背压力降低形成吸力 面，若某处的压力降至临界值以下时，导致爆发式的 汽化，水汽通过界面，进入气核并使之膨胀，形成气 泡，称为空泡。一般认为，压力的临界值即为该温度 时水的汽化压力 pv(或称饱和蒸汽压力)。 空泡现象：流场中由于液体流动导致局部压力发生变化， 其局部压力低于液体的饱和蒸汽压时，引起液体介质爆 发式的汽化形成气泡。
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
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6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
在研究空泡问题时，常按空泡对翼型水动力性
能影响的不同而分为两个阶段，即空泡现象的
第一阶段和第二阶段。
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6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
空泡现象的第一阶段
ξ
2.0
ξmax
船舶发展存在着二种趋势
高转速和大功率：军用船舶(如高速艇等)主机，并将高
速主机与螺旋桨直接相连。这类船的螺旋桨上空泡往往
在所难免，因而促进了所谓空泡螺旋桨或全空泡螺旋桨 的研究和发展。
船舶大型化和高功率：由于螺旋桨负荷不断增加，尾部
流场的不均匀性使螺旋桨上产生时生时灭的空泡，导致 桨叶剥蚀损伤，而且往往伴有强烈的尾部振动。
空泡数与来流速度、水的汽 化压力及静压力有关，而与 浆叶切面几何特征无关。
p 0 p a hs
1. 当 p0-pv 为一定值时，来流速度越大，则空泡数越小; 2. 当V0与p0 一定，水温越高，汽化压力pv越大，则空泡数越 小; 3. 当 V0和pa为一定时, 浆叶的沉没深度越大，则空泡数也越 大;
Δp
1 ρV 0 2 2
αK -2.5°
0
-1.0
18
6.1 空泡的成因
不同切面的最大减压系数ξ
叶背 吸力 叶背 吸力 导边 导边 静水压力 叶面
静水压力 叶面 压力
压力
结论：改变叶切面上减压系数只能从改变叶切面形状和入 射角入手。
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6.1 空泡的成因
影响空泡数的因素
p0 pv 1 2 ρ V0 2
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第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
6.5 空泡校核 6.6 螺旋桨的噪声及谐鸣现象
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6.1 空泡的成因
需要研究的课题
1. 空泡的机理是什么？ 2. 空泡到底有没有尺度效应？ 3. 空泡为什么会产生剥蚀及其防止的对策？ 4. 叶切面的空泡程度和性能究竟如何预测？
L D
C -σ,α=常 随边之外，通常对叶
1.0
表面无剥蚀作用；但
1.5 1.0 影响叶切面的水动力 0.5
片状空泡（全空泡）
性能。
30
6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响
水动力特性与空泡数的关系
CL 10C D
C L-σ,α=常数
空泡初生
C D-σ,α=常数
空泡初生
0.5
1.0
1.5
2.0
σ
4
第6章 螺旋桨的空泡现象
概述
螺旋桨的空泡(cavity)现象，从19世纪末就引起了造船界 的注意。 1894 年，“勇敢”号小型驱逐 舰：转速比额定低 1.54% ；主 机总功率比额定低 7.5%；航速 只有24节（设计27节） 原因：空泡
5
最后修改 方案？
盘 面 比 增 加 45%
第6章 螺旋桨的空泡现象
船舶推进 Ship Propulsion
华中科技大学船海学院
1
课程安排
第1 章 第2 章 第3 章 第4 章 第5 章 第6 章 第7 章 第8 章 第9 章 概述（2学时） 螺旋桨几何特征（2学时） 螺旋桨基础理论（3学时） 螺旋桨模型的敞水试验（4学时） 螺旋桨与船体相互作用（4学时） 螺旋桨的空泡现象（4学时） 螺旋桨的强度校核（4学时） 螺旋桨图谱设计（7学时） 实船推进性能（2学时）
ξ: 减压系数(reduced
pressure coefficient)
减压系数ξ只与该处 流速 Vb 对来流速度 V0 的比值 ( Vb／V0) 有关。 故在绕流条件下减压 系数ξ随切面形状、 入射角 αK 及 B 点的位 置而变，与来流速度 V0的大小无关。
13
6.1 空泡的成因
p0 pb Vb 2 ( ) 1 1 V 2 0 ρ V0 2
)
界限
α(°)
泡 背空
4 2 0
-2 -4 -6
Δα
A (σD αD)
无空泡区
B (σ
面空
B
αmin
泡界
)
限
0.5
σc r
1.0
1.5
ξmax ,σ
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第6章 螺旋桨的空泡现象
本章主要内容
6.1 空泡的成因 6.2 叶切面的空泡现象及其对性能的影响 6.3 螺旋桨的空泡现象及其对性能的影响
6.4 螺旋桨模型的空泡试验
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6.1 空泡的成因
不发生空泡的极限条件：
ξmax=σ
max
p0 pv 1 2 ρ Vk 2
Vk
p0 pv 1 max 2
Vk : 不发生空泡的极限速度 物体做高速运动时，若速度超过极限值 Vk ，则必然 发生空泡现象。
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6.1 空泡的成因
空泡的种类
气核：研究表明，在液体中产生空泡是因液体内本身 存在某种“缺陷”或“弱点”所致，这种缺陷或弱点 就是气核。 1. 气化空泡（gasification cavity）：是指原溶解于水中的 气体，由于降压或过饱和，以扩散的方式通过界面逸到
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6.1 空泡的成因
影响因素 影响空泡数和减 压系数的因素
空 泡 数 σ(cavitation number) 与
来流速度V0、水的汽化压力pv及
静压力p0有关，而与桨叶切面的 几何特征无关。 减压系数 ξ 只与该处流速 Vb 对来 流速度V0的比值(Vb／V0)有关。 在绕流条件下减压系数 ξ 随切面 形状、入射角 αK 及 B 点的位置而 变，与来流速度V0的大小无关。
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6.1 空泡的成因
4. 当转速 n 和进速 VA 较大， 来流速度V0 (忽略诱导速度) 其合成速度 V0 也大，则空 则可表示为: 泡数较小。 2 2
V0 (2 rn ) V A
p0 pv 1 ρ V02 2
对于叶切面来说，最大减压系数越大者越易发生空 泡；对空泡数来说，空泡数愈小愈易发生空泡。
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p0 pv 1 ρ V02 2
p0 pb Vb 2 ( ) 1 1 2 V0 ρ V0 2
6.1 空泡的成因
不同切面的最大减压系数ξ
+2.0 +1.0 Δp
1 ρV 0 2
2
αK 11°
Δp
1 ρV 0 2 2
+1.0 0
-1.0
αK 3.5°
0
-1.0
+2.0 +1.0
存在于水里的气核中并成长到肉眼能见的程度；
2. 汽化空泡（ vaporization cavity ）：是指液体分子因降 压到所谓饱和蒸汽压力导致爆发式的汽化，水汽通过界
面，进入气核并使之膨胀；
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6.1 空泡的成因
3. 似是空泡：指原来以各种方式存在于水中的气核，虽 然没有任何水汽或气体逸入，但当外界压力降低时， 它本身也会膨胀到肉眼可见的程度。 气化空泡、似是空泡都可能在大于、等于或小于饱和蒸 汽压力pv 时出现。成长过程缓慢。 汽化空泡则总是在小于或至少等于 pv 下才能出现。成长 迅速。 初生空泡数σi