以薄壁節(jié)流小孔為例。假設p1為薄壁節(jié)流小孔前端壓力,p2為薄壁節(jié)流小孔后端壓力,ρ為油液密度,v2為小孔節(jié)流處的平均流速,列出節(jié)流口前后端面的伯努利方程為:p1-p2=ρv22/2。假設油液的飽和蒸氣壓為pc,描述氣穴發(fā)生程度與性質的常用的系數(shù)為節(jié)流氣穴系數(shù)δ,根據(jù)定義
若以壓力表示各處的壓力值,可取pc≈0則有δ=1/(p1/p2-1)。可見氣穴系數(shù)δ的大小取決于節(jié)流孔前后的壓力比值大小,其比值越大,則δ值越小,小孔節(jié)流處越易發(fā)生氣穴。因此,在保持p1-p2值不變的條件下,提高背壓p2,可以顯著地提高δ值,從而減少氣穴發(fā)生的可能性。根據(jù)試驗測定,防止發(fā)生氣穴的小極限氣穴系數(shù)為δ=0.4。即δ=1/(p1/p2-1)>0.4即p1/p2<3.5。
2.2節(jié)流口面積的變化對氣穴的影響:通常在進油口壓力p1一定的情況下,節(jié)流口面積的變化會影響背壓p2的大小,從而影響p1/p2的比值大小,進而影響氣穴系數(shù)δ的大小。對于不同的節(jié)流口面積,背壓p2的極限大小可定義為:p2極限=1+0.35(p1-1)×(A0/A)(A0為節(jié)流閥的部分開口面積,A為節(jié)流閥的全開口面積)。由上式可以看出,不發(fā)生氣穴的背壓大小是進口壓力p1和節(jié)流口開口面積比的函數(shù)。因此,當進口壓力較高時,為使背壓不致過大,可以進行二級或三級節(jié)流,以防止氣穴和噪聲發(fā)生的可能性。