管涌

所谓管涌，是指在任意方向渗透水流作用下，在砂或砂质土层内部空腔或外部的渗流出口处，细颗粒在粗颗粒形成的孔隙通道中集中移动、流失，或伴随着细颗粒的流失粗颗粒也继而流失，从而形成管状侵蚀通道的现象。这样定义的优点有：(1)指出管涌是在渗流作用下形成的，以与有压或无压的孔流、空腔流、管流、洞穴流乃至于地下河流等作用下的各种侵蚀现象相区别；(2)发生管涌的渗流方向是任意方向的，避免了有的文献只把管涌分为“垂直管涌”和“水平管涌”的局限性；(3)指明了发生管涌的土是砂或砂质土，因为黏性土中一般不发生管涌；(4)指出管涌既可发生在土层内部空穴壁或洞穴壁渗流出口处(层内管涌)，也可以发生在土层外部临空面渗流出口处(即一般意义上的管涌)；(5)指明了细颗粒是“集中”移动或流失，并最终能够形成管状侵蚀通道，避免了和“渗透压密”等概念的混淆；(6)对发生于层间的接触管涌亦适用；(7)既包含了无害管涌，仅细颗粒移动、流失，虽然此时渗流量和渗流速度增大，但粗颗粒骨架并不发生破坏)，也包含了有害管涌，包含粗颗粒的移动、流失，随着孔隙扩大和渗流流速增加，较粗的颗粒也相继被水流逐渐带走而形成贯通的径流管道，是一种渐进性质的破坏)。渗流垂直于两种不同介质接触面运动时，在土层中形成管状通道，或渗流沿着两种不同介质接触面运动时将颗粒带出而形成管状通道的现象，这两种现象统称接触管涌。

渗透压密

在任意方向的渗流作用下，细颗粒在土体内发生移动，但由于渗透边界条件限制而不流失于土体外，饱和土体在渗透力作用下会发生的体积缩小现象，正如松散堆积体在自重作用下产生自重压密一样，这种在渗透力作用下发生的土体整体或局部体积缩小的现象可称为渗透压密。以往大多都是研究土体在外荷载或自重作用下的压密，很少研究由于渗透力产生的压密问题。实际上尽管人们已经利用渗透压密原理为工程服务，但对渗透压密机理的理论揭示很少，致使限制了对一些问题的深入认识。如土的渗透系数与施加于试样的水力比降有关，其本质是渗透压密作用的反映。水力冲填坝、尾矿坝利用渗透压密作用提高初期填土的干密度，堤坝的渗流控制时用天然淤积铺盖来提高防渗性能等，均属于利用渗透压密原理为工程服务的典型实例，但通常只认为是自重作用而忽视了渗透压密。另外，许多工程问题又与渗透压密性状有关，如一些工程的天然铺盖，在运行多年后仍产生裂缝，主要是水头的变化引起铺盖渗透压密产生的不均匀沉降所造成。2100433B

地下径流在径流冲蚀通道中的冲刷作用下形成的侵蚀称作地下冲蚀或地下冲刷侵蚀。冲蚀作用必须具备各种节理裂隙(尤其是构造节理、垂直节理、湿陷裂隙、卸荷裂隙等等)或动植物孔洞等自由空间和通道，或者具备由其它形式潜蚀作用所形成的自由空间和通道，因而地层的结构特征以及许多情况下前期发生的渗流变形破坏是地下水流冲蚀作用的前提条件。

潜蚀是渗透到地下的水分对岩土的水蚀作用，或地下水在一定水力坡度下，由于动水压力产生的渗流作用，将土体中较细颗粒冲动带走的现象。可导致滑坡和塌陷，破坏坝基及其他水工建筑物。直蚀，即潜蚀作用下直接对岩土体结构造成破坏，一般多指物理潜蚀（化学潜蚀），地下一切以水的各种物理作用为主的侵蚀现象。由此看来，地下物理风化剥蚀及地下重力侵蚀两种地下侵蚀由于并非地下水直接作用，且无一般无明显的物质流失。物理潜蚀(机械潜蚀)只包括两种情况：在多孔介质中的渗流作用下发生的潜蚀，即渗流潜蚀，其主要作用力是渗流力；地下孔流、空腔流、管流、洞穴流乃至于地下河流等挟沙水流等水动力冲刷作用为主的潜蚀，其主要作用力是地下径流的冲刷力 。

指泵入口处液体所具有的总水头与液体汽化时的压力头之差，单位用米（水柱）标注，用（NPSH）表示，具体分为如下几类：

NPSHa——装置汽蚀余量又叫有效汽蚀余量，越大越不易汽蚀；

NPSHr——泵汽蚀余量，又叫必需的汽蚀余量或泵进口动压降，越小抗汽蚀性能越好；

NPSHc——临界汽蚀余量，是指对应泵性能下降一定值的汽蚀余量；

[NPSH]——许用汽蚀余量，是确定泵使用条件用的汽蚀余量，通常取[NPSH]=（1.1～1.5）NPSHc。

离心泵运转时，液体压力沿着泵入口到叶轮入口而下降，在叶片入口附近的K点上，液体压力pK最低。此后由于叶轮对液体作功，液体压力很快上升。当叶轮叶片入口附近的压力pK小于液体输送温度下的饱和蒸汽压力pv时，液体就汽化。同时，使溶解在液体内的气体逸出。它们形成许多汽泡。当汽泡随液体流到叶道内压力较高处时，外面的液体压力高于汽泡内的汽化压力，则汽泡又重新凝结溃灭形成空穴，瞬间内周围的液体以极高的速度向空穴冲来，造成液体互相撞击，使局部的压力骤然增加(有的可达数百个大气压)。这样，不仅阻碍液体正常流动，尤为严重的是，如果这些汽泡在叶轮壁面附近溃灭，则液体就像无数个小弹头一样，连续地打击金属表面。其撞击频率很高(有的可达2000～3000Hz)，于是金属表面因冲击疲劳而剥裂。如若汽泡内夹杂某种活性气体(如氧气等)，它们借助汽泡凝结时放出的热量(局部温度可达200～300℃)，还会形成热电偶，产生电解，形成电化学腐蚀作用，更加速了金属剥蚀的破坏速度。上述这种液体汽化、凝结、冲击、形成高压、高温、高频冲击负荷，造成金属材料的机械剥裂与电化学腐蚀破坏的综合现象称为气蚀。

离心泵最易发生气蚀的部位有

a.叶轮曲率最大的前盖板处，靠近叶片进口边缘的低压侧；

b.压出室中蜗壳隔舌和导叶的靠近进口边缘低压侧；

c.无前盖板的高比转数叶轮的叶梢外圆与壳体之间的密封间隙以及叶梢的低压侧；

d.多级泵中第一级叶轮。

提高离心泵抗气蚀性能有下列两种措施：

a.提高离心泵本身抗气蚀性能的措施!

(1)改进泵的吸入口至叶轮附近的结构设计。增大过流面积；增大叶轮盖板进口段的曲率半径，减小液流急剧加速与降压；适当减少叶片进口的厚度，并将叶片进口修圆，使其接近流线型，也可以减少绕流叶片头部的加速与降压；提高叶轮和叶片进口部分表面光洁度以减小阻力损失；将叶片进口边向叶轮进口延伸，使液流提前接受作功，提高压力。

(2)采用前置诱导轮，使液流在前置诱导轮中提前作功，以提高液流压力。

(3)采用双吸叶轮，让液流从叶轮两侧同时进入叶轮，则进口截面增加一倍，进口流速可减少一倍。

(4)设计工况采用稍大的正冲角，以增大叶片进口角，减小叶片进口处的弯曲，减小叶片阻塞，以增大进口面积；改善大流量下的工作条件，以减少流动损失。但正冲角不宜过大，否则影响效率。

(5)采用抗气蚀的材料。实践表明，材料的强度、硬度、韧性越高，化学稳定性越好，抗气蚀的性能越强。

b.提高进液装置有效气蚀余量的措施

(1)增加泵前贮液罐中液面的压力，以提高有效气蚀余量。

(2)减小吸上装置泵的安装高度。

(3)将上吸装置改为倒灌装置。

(4)减小泵前管路上的流动损失。如在要求范围尽量缩短管路，减小管路中的流速，减少弯管和阀门，尽量加大阀门开度等。

以上措施可根据泵的选型、选材和泵的使用现场等条件，进行综合分析，适当加以应用。

什么叫气蚀余量？什么叫吸程？各自计量单位及表示字母？

答：泵在工作时液体在叶轮的进口处因一定真空压力下会产生液体汽体，汽化的气泡在液体质点的撞击运动下叶轮等金属表面产生剥落，从而破坏叶轮等金属，此时真空压力叫汽化压力，气蚀余量是指在泵吸入口处单位重量液体所具有的超过汽化压力的富余能量。单位为米液柱，用（NPSH）r表示。

吸程即为必需气蚀余量Δ/h：即泵允许吸液体的真空度，亦即泵允许几何安装高度。单位用米。吸程=标准大气压（10.33米）--气蚀余量--安全量（0.5）标准大气压能压上管路真空高度10.33米

如题：泵气蚀余量为5.0米，则吸程Δh=10.33-5.0-0.5=4.67米

湿法刻蚀是一种刻蚀方法，是将刻蚀材料浸泡在腐蚀液内进行腐蚀的技术。

主要在较为平整的膜面上刻出绒面，从而增加光程，减少光的反射，刻蚀可用稀释的盐酸等。

简单来说，就是中学化学课中化学溶液腐蚀的概念，它是一种纯化学刻蚀，具有优良的选择性，刻蚀完当前薄膜就会停止，而不会损坏下面一层其他材料的薄膜。由于所有的半导体湿法刻蚀都具有各向同性，所以无论是氧化层还是金属层的刻蚀，横向刻蚀的宽度都接近于垂直刻蚀的深度。这样一来，上层光刻胶的图案与下层材料上被刻蚀出的图案就会存在一定的偏差，也就无法高质量地完成图形转移和复制的工作，因此随着特征尺寸的减小，在图形转移过程中基本不再使用。

目前，湿法刻蚀一般被用于工艺流程前面的晶圆片准备、清洗等不涉及图形的环节，而在图形转移中干法刻蚀已占据主导地位。2100433B