ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Предисловие редактора перевода из "Кавитация " Неспособность выдерживать действие больших растягивающих напряжений, приводящая при значительном понижении давления к кавитации, т. е. к потере сплошности и образованию внутри жидкости паровых или газовых каверн, является фундаментальным свойством всякой жидкости. Поэтому кавитация столь широко распространена в сфере практической деятельности человека, сколь многообразны силовые воздействия, которым подвергаются жидкости. Это в первую очередь относится к элементам быстроходных судов и кораблей, а также различных лопастных механизмов гидротурбин, насосов, гребных винтов и т. д. В специальных гидравлических системах в энергетике, химической промышленности, авиационной и ракетной технике используется и перекачивается широкий ассортимент жидкостей в разнообразных температурных условиях—-от расплавленных металлов до криогенных жидкостей. Уменьшение давления, приводящее к появлению растягивающих напряжений и разрывов сплошности, часто происходит не только в условиях вынужденного движения, но п в статических условиях в системах, полностью или частично заполненных жидкостью. [c.5] Несомненно, что одной из наиболее острых проблем является проблема создания средств передвижения в воде с большими скоростями. Подобно тому как звуковой и тепловой барьеры в свое время были препятствием для освоения высоких скоростей прп движении в атмосфере, кавитация представляет своего рода барьер для достижения высоких скоростей движения в жидкой среде. В обоих случаях перед гидро- и аэродинамикой возникли новые задачи, требующие более глубокого проникновения в сущность физических микропроцессов, протекающих в реальной жидкой или газовой среде, и учета этих процессов для построения картины течения в целом. Решение этой задачи связано со значительными трудностями, поскольку кавитация представляет комплекс сложных п, как правило, быстропротекающих гидродинамических явлений, в которых существенную роль играет динамика свободных поверхностей, турбулентность, диффузия, фазовые переходы и т. д. Поэтому до сих пор существуют различные точки зрения на физическую природу отдельных стадий процесса кавитации и механизмов ее воздействия на элементы конструкций. [c.5] Книга адресована в первую очередь инженерам, которые соприкасаются в своей деятельности с кавитационными явлениями. Основой всей книги, содержащей 12 глав, являются результаты экспериментальных исследований, рассмотрению которых авторы уделяют много внимания. Книга содержит многочисленные и уникальные иллюстрации. [c.6] Большое внимание в книге уделено вопросам методики моделирования кавитационных течений (гл. 2, 6). В частности, в гл. 6 подробно обсуждаются различные точки зрения на так называемый масштабный эффект в различных стадиях развития кавитации. В гл. 7 собраны и обстоятельно рассмотрены вопросы влияния кавитации на гидродинамические характеристики элементов конструкций различных аппаратов и гидромашин (гидрокрылья и стойки, направляющие лопатки, решетки и т. д.). В гл. 8 рассмотрены вопросы механического воздействия кавитации на материалы. [c.7] Отметим, что некоторые из результатов этой части книги (гл. 3—6, 8) знакомы советскому читателю по упомянутой в сноске книге А. Д. Перника, хотя они изложены иногда с несколько иной точки зрения. Гл. 9 посвящена сопротивлению материалов кавитационному разрушению. Она содержит результаты кавитационных испытаний различных материалов и сплавов, а также многочисленные таблицы справочного характера. [c.7] Специальные разделы книги (гл. 2, 10) посвящены описанию гидродинамических труб различного назначения и другого оборудования для экспериментального исследования кавитации и ее моделирования, а также для кавитационных испытаний элементов различных объектов в условиях, близких к натурным, В этих разделах содержатся также сведения об истории развития экспериментальных исследований кавитации за рубежом, начиная от работ Парсонса, и о современной экспериментальной базе ведущих исследовательских лабораторий, технических институтов и университетов США (Калифорнийского, Массачусетского технологических институтов. Мичиганского, Пенсильванского университетов и др.), Японии, а также ряда промышленных фирм США и стран Западной Европы. Они дают представление о методах, направлениях и масштабах работ в этой области, проводимых за рубежом. [c.7] 11 авторы переходят к наиболее сложным вопросам воздействия кавитации в реальных условиях работы гидромашин и гидравлического оборудования, включая влияние кавитации на эксплуатационные характеристики. Наконец, в гл. 12 рассматривается кавитация при взаимодействии тел с поверхностью раздела (движение на поверхности, пересечение поверхности раздела, включая вход тела в жидкость и др.). [c.7] И различия между процессами кавитации в движущихся средах в изотермических условиях и процессами кипения и динамики двухфазных систем. [c.8] Таким образом, данная книга содержит весьма обстоятельное и систематическое описание различных явлений, связанных с кавитацией. Она включает библиографию, состоящую примерно из 500 работ, опубликованных до 1968—1969 гг. В этой библиографии отражены также теоретические и экспериментальные работы, выполненные в СССР Д. К. Эфросом, М. И. Гуревичем, Р. И. Френкелем, Л. А. Эпштейном, К. К. Шальневым, С. С. Рудневым и др. [c.8] Несмотря на то что в книге рассмотрен широкий круг вопросов, далеко не все кавитационные явления представлены одинаково полно. Мало внимания уделено, например, проблеме создания искусственных каверн путем вдува газа и управления такими течениями. Это касается также вопросов кавитационного шума и вибрации, вызываемой кавитацией, а также вопросов, связанных с гидродинамикой пузырьковых каверн. Обширный круг кавитационных явлений при взаимодействии тел со свободной поверхностью лишь кратко намечен в гл. 12, которая содержит результаты работ, выполненных до 1960 г. В соответствии с общей направленностью книги в ней не рассматривается сколько-нибудь полно математическая теория кавитационных течений. [c.8] Книга не лишена недостатков. Ввиду широкого круга вопросов, затронутых в книге, и пересечения тематики отдельных глав авторам не удалось избежать повторений. Не все главы написаны достаточно ясно, и специалисты по отдельным вопросам, возможно, найдут немало поводов для критики. Разделы, относящиеся к изложению методов моделирования, содержат часто встречающиеся в американской технической литературе нестрогие и недостаточно обоснованные утверждения. [c.8] Дополнительный список литературы, не претендующий на полноту, содержит изданные в последние годы монографии и работы обзорного характера, относящиеся к рассматриваемому в книге кругу вопросов. Некоторые из них, например обзорные статьи в сборнике Механика в СССР за 50 лет , содержат подробную библиографию работ советских авторов. Ссылки на некоторые книги и журнальные статьи включены таклсе в сноски к тексту отдельных глав. [c.9] В заключение следует сказать, что данная книга будет полезной специалистам в области гидромеханики, широкому кругу инженерно-технических работников в области сл дострое-ния, гидромашиностроения, энергетики, авиационной, ракетной техники и ряда других отраслей промышленности. Поскольку в учебной литературе по гидродинамике сведения о кавитации изложены в весьма ограниченном объеме, некоторые разделы книги могут быть рекомендованы для первоначального знакомства с этим явлением и методами его исследования. [c.9] Профессор Кнэпп был инженером-механиком, который отличался глубоким проникновением в физические явления и обладал способностями искусного экспериментатора. В течение тридцати пяти лет он занимался педагогической деятельностью и исследованиями в Калифорнийском технологическом институте, проявляя особый интерес к течениям жидкости, а также гидродинамическим устройствам и машинам. Этот интерес еще более возрос после посещения им европейских лабораторий и заводов в 1929 и 1930 гг. в качестве члена Американского общества инженеров-механиков. [c.10] В книге рассмотрены четыре основные темы. [c.11] При подготовке монографии такого типа вскоре убеждаешься, что она не может быть исчерпывающей. Мы пытались достаточно квалифицированно изложить выбранные темы, хотя и понимали, что в большинстве случаев каждая из рассматриваемых тем могла бы стать предметом отдельного тома. В книге приведены общирные списки дополнительной литературы, предназначенной для подтверждения излагаемого материала и облегчения читателю поиска литературы для более глубокого изучения предмета. Хотя цитируются главным образом американские и английские работы и реже работы стран Западной Европы, упоминаются также работы стран Восточной Европы, СССР и Японии. [c.12] Вернуться к основной статье