ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы РАЗВИТАЯ КАВИТАЦИЯ- УСТАНОВИВШИЕСЯ КАВИТАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ (НЕЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ) из "Кавитация " Форма границы каверны зависит от ряда факторов конфигурации и размеров тела, вида каверны (частичная или развитая), скорости набегающего потока, влияния гравитации, степени турбулентности потока и внешних возмущений. [c.54] Достаточно полное представление о форме и поведении границы каверны дают экспериментальные исследования искусственных кавитационных течений. [c.54] В настоящее время имеется большое число опытов с кавитирующими дисками, крыльями, телами вращения или близкими к ним телами. [c.54] Визуальное наблюдеппе за поведением границы каверны позволяет дать характеристику ее формы и установить ее зависимость от ряда факторов. [c.54] Рассмотрим уравнение движения частицы жидкости, перемещающейся по границе каверны. Это даст нам возможность установить знак кривизны границы каверны. [c.55] Так как VI R О и 1/р О, то для соблюдения условия (И. 1.1) векторы grad р м п должны быть направлены в разные стороны. [c.55] Таким образом, при положительном числе кавитации граница каверны имеет выпуклую форму (рис. II.1, а). В то же время, если давление в каверне оказалось бы больше давления в окружающей ее жидкости, граница каверны имела бы вогнутую форму (рис. II.2, б). Однако на практике такое течение не реализуется. Чем меньше число кавитации х, тем меньше кривизна границы каверны (рис. II.1, в). [c.55] При построении теоретической схемы кавитационного течения принимают, что поверхность каверны гладкая. [c.55] Важное значение приобретает вопрос об устойчивости границы каверны. Как показывают исследования, в большинстве случаев, когда плотности соприкасающихся жидкостей существенно различны (вода и газ), граница раздела устойчива. Однако при этом возникают трудности представления формы хвостовой части каверны. [c.55] Кроме того, в реально существующих кавитационных течениях не происходит смыкания верхней и нижней границ каверны, хвостовая часть каверны пульсирует, а в ряде случаев периодически разрушается, образуя тонкий турбулентный след, содержащий пузырьки воздуха, попавшие в каверну вследствие диффузии газа из окружающей среды. [c.56] В связи с этим ряд ученых предложил различные теоретические схемы кавитационных течений. Многие из этих схем построены для частных случаев течений, и их применение весьма ограничено. [c.56] Рассмотрим некоторые из этих схем, получивших применение при решении кавитационных задач (рис. II.2). [c.56] Схема Кирхгоффа (рис. II.2, а) — одна из старых известных схем — предполагает струйное течение вблизи тела, уходящее вниз по потоку на бесконечность, так что давление внутри каверны скорость свободной струи на границе = V , а число кавитации х = 0. [c.56] В дальнейшем исследователем Т. By эта схема была использована при рассмотрении более общего случая обтекания произвольного профиля с замыканием струй на короткую вертикально расположенную пластинку (рис. II.2, г). [c.58] Широкое применение находит схема обтекания с обратной струйкой, предложенная в 1945 г. Д. А. Эфросом. По этой схеме каверна заканчивается обратной струйкой, уходящей через сток на вторую Риманову плоскость, а затем в бесконечность (рис. II.2, д). Образование обратной струйки наблюдается экспериментально, однако, попадая в каверну, обратная струйка вызывает разрушение хвоста каверны. [c.58] Переход обратной струйки на вторую Римаиову плоскость представляет собой чисто математический прием, необходимый для решения задачи. [c.58] Кузнецов, развивая схему Д. А. Эфроса, предложил в 1964 г. схему, в которой жидкость за каверной затекает в обратный канал с бесконечными стенками, но, в противоположность схеме Д. А. Эфроса, течение в этом канале изменяет еще раз направление так, что за каверной критической точки нет (рис. II.2, е). [c.58] В первой схеме М. Тулина каверна заканчивается односпиральными вихрями, в центре которых скорость на границе скачком изменяется от до нуля, за каверной образуется гладкий тонкий след (рис. И.2, ж). [c.58] Во второй схеме М. Тулина каверна заканчивается двух-сппральными вихрями, в центре которых скорость на границе скачком изменяется от до V — скорости на бесконечности (рис. II.2, д). [c.58] Вернуться к основной статье