蒸气压 — CAE用语解释

分类: 用语集 | 2026-01-15
CAE visualization for vapor pressure - technical simulation diagram

蒸气压

什么是蒸气压

🧑‍🎓

我记得在化学课上见过蒸气压,请问在CAE中是在什么场合会用到呢?


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蒸气压是液体试图蒸发时的压力。在CAE中特别重要的是空化分析。当泵或水翼的低压部分的局部压力低于蒸气压时,液体会汽化,产生空洞(空化气泡)。这会导致腐蚀和噪声。


🧑‍🎓

我理解了,当压力过低时液体会沸腾。请问在模拟中是如何处理的呢?


🎓

在CFD的空化模型中,当流体压力低于蒸气压的瞬间,使用Schnerr-Sauer模型等方法计算相变(汽化),核生成和气泡的成长与崩溃过程。蒸气压随水温大幅变化,因此在许多情况下需要与温度进行耦合计算。


空化与实际机器的影响

🧑‍🎓

实际发生空化时会怎样?在设计中哪些部位会成为问题?


🎓

当气泡崩溃时会产生局部极高的压力脉冲,导致金属表面被侵蚀。这在船舶螺旋桨、水力涡轮转轮和高压泵叶轮上会造成严重损害。在设计中使用空化数这一无量纲参数来进行事先的发生风险评估。


🧑‍🎓

相变和蒸气压需要一起考虑呢。


🎓

正确。蒸气压是流体材料物性中与空化分析直接相关的重要参数,准确给定其温度依赖性对解析精度有直接影响。通常使用Antoine方程等温度函数来表示。


🧑‍🎓

Antoine方程是什么?


🎓

它是形如 log(P) = A - B/(C+T) 的经验方程,可以从温度T计算饱和蒸气压P。水和有机溶剂的蒸气压数据在文献中非常丰富,通常也已经集成在CFD的材料数据库中。


🎓
  • 沸腾
  • 空化
  • 相变

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