Разрыв жидкости и кавитация

Возьмем, к примеру, стакан воды и поместим его в термостат, где поддерживается постоянная температура, скажем, 20 °C. Если откачивать воздух из термостата, то давление в нем будет снижаться, и, наступит такой момент, когда вода в стакане начнет кипеть. Это происходит вследствие того, что давление в термостате p стало меньше давления насыщенных паров p_n при температуре T = 20 °C:

. (1.1)

Давление p_n можно рассчитать по уравнению Клапейрона-Клаузиуса

,

где T_k - температура кипения при давлении p_k, L - удельная теплота парообразования, R _m - газовая постоянная.

В жидкостных насосах поршень или лопасти движутся с большой скоростью, которая может быстро измениться во времени и пространстве. Например, поршень периодически меняет направление движения. Если это происходит очень быстро, то давление в месте контакта жидкости с поршнем может снизиться настолько, что выполнится неравенство (1.1). Тогда часть жидкости превратится в пар и произойдет отрыв жидкости от поршня. Или, как иногда говорят, жидкость разрывается. В последующем пар конденсируется, и образовавшаяся пустота заполняется жидкостью. Все это происходит за сотые или тысячные доли секунды. Это явление называется кавитацией. Разумеется, в газах кавитация возникнуть не может. Значение давления p зависит от устройства насосов и условий его эксплуатации.