汽蚀过程中气泡破裂时所有的能量集中在破裂点上,产生几千牛顿的冲击力,冲击波的压力高达2 ×103 MPa ,大大超过了大部分金属材料的疲劳破坏极限。同时,局部温度高达几千摄氏度,这些过热点引起的热应力是产生汽蚀破坏作用的主要因素。闪蒸产生侵蚀破坏作用,在零件表面形成光滑的磨痕。汽蚀如同砂子喷在零件表面一样,将零件表层撕裂,形成粗糙的渣孔般的外表面。在高压差恶劣条件下,极硬的阀瓣和阀座也会在很短时间内遭到破坏,发生泄漏,影响阀门的使用性能。同时汽蚀过程中,空化时气泡破裂释放出巨大的能量,引起内部零件的振动,产生高达10 kHz 的噪声,气泡越多,噪声越严重。
  3、 防止汽蚀破坏的方法
   调节阀里的闪蒸是不能预防的。所能做到的就是防止闪蒸的破坏。在调节阀设计中影响着闪蒸破坏的因素主要有阀门结构、材料性能和系统设计。对于空化破坏,可以采用曲折路径、多级减压和多孔节流的阀门结构形式予以防止。
  1) 阀门结构。虽然阀门结构与产生闪蒸无关,但是却能抑制闪蒸的破坏。采用介质由上至下方向流动的角形阀结构比用球形阀体更能防止闪蒸破坏。闪蒸破坏是高速度的饱和气泡冲击阀体表面,并腐蚀阀体表面造成的。由于角形阀中的介质直接流向阀体内部下游管道的中心,而不象球形阀一样直接冲击体壁,所以大大减弱了闪蒸的破坏力。
  2) 材料选择。一般情况下,高硬度的材料更能抵御闪蒸和空化的破坏。硬度高的材料一般用于制造阀体。如电力行业常选用铬钼合金钢阀门,WC9 是常用抗腐蚀的材料之一。如果角形阀下游配装材料硬度高的管道,其阀体可以选用碳钢材料,因为仅仅在阀体下游部分才有闪蒸液体。
  3) 系统设计。闪蒸现象是由系统设计所决定的,图（2）为加热排水阀将闪蒸水排向冷凝器的系统。图2a) 的闪蒸出现在调节阀与冷凝器之间的管道里,闪蒸破坏只会出现在这个区域。图2b)的闪蒸现象产生在阀门的下游和冷凝器中。所以冷凝器相对于管道来说必须具有更大的容积,以防止高速度的气泡冲击材料表面。因此良好的系统设计有助于防止闪蒸破坏的发生。  
        

  4) 曲折路径。使流动介质通过一个含有曲折路径的节流件是减小压力恢复的一种方法。尽管这种曲折路径可以有不同的形式,如小孔、放射状的流路等。但是每一种设计的效果基本上是一样的。这种曲折路径在各种控制汽蚀现象发生的部件设计中都是可以利用的。
  5) 多级减压。多级减压中的每一级都消耗一部分能量,使得下一级的入口压力相对较低,减小了下一级的压差,压力恢复低,避免了汽蚀的产生。一个成功的设计可以使阀门在承受较大压差的同时还能保持缩流后的压力高于液体的饱和压力,防止液体汽蚀的产生。因此对于相同的压力降,一级节流比多级节流更容易产生汽蚀。
  6) 多孔节流设计。多孔节流是一种综合设计方案。采用特殊的阀座和阀瓣结构形式,使高速液体通过阀座和阀瓣每一点的压力都高于该温度下的饱和蒸汽压,并采用汇聚喷射的方法,使调节阀中液体的动能由于相互摩擦而转换成热能,从而减少气泡的形成。另一方面,使气泡的破裂发生在套筒中心,避免了对阀座和阀瓣表面的直接破坏。
    每种不同的小孔设计都影响着阀门的压力恢复程度。图3a)薄形金属板式结构流通效率最差,但压力恢复系数KM 值较高,具有较低的压力恢复,不易产生汽蚀。图3b) 厚形金属板式结构流通能力较高,但压力恢复系数KM 值较低,易产生汽蚀现象。图3c) 复合式结构是前两种设计的综合与平衡,不但有较高的流通能力而且仍能保持较高的KM 值,从而具备较低的压力恢复,避免了汽蚀现象的发生。因此这种设计是预防汽蚀很典型的有效方案之一。
             

  4、 结语
    汽蚀是调节阀装置中最为常见的流动现象,但是通过合理的阀门设计和优化阀门结构可以有效地控制汽蚀所带来的破坏,从而延长阀门的使用寿命,保证阀门的可靠性能。