ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Типы гидродинамической кавитации в потоке жидкости и их характерные особенности из "Кавитационные автоколебания и динамика гидросистем " В литературе, посвященной кавитации, в том числе кавитации в насосах, еще не установилась единая общепринятая терминология, в частности, по типам и стадиям развития кавитации. [c.7] В настоящей главе в основном будем следовать классификации кавитационных течений, предложенной в работе [53], по которой гидродинамическая кавитация, т. е. кавитация, возникающая при течении жидкости, разделяется на перемещающуюся, присоединенную и вихревую. [c.7] Перемещающаяся кавитация представляет собой тип кавитации, при которой в жидкости образуются отдельные нестационарные каверны или пузырьки, движущиеся вместе с ней, одновременно расширяясь, сокращаясь и затем схлопываясь. Такие перемещающиеся нестационарные пузырьки могут возникать в точках низкого давления на твердой границе и в объеме жидкости либо в ядре движущихся вихрей, либо в области вязкого течения с высоким уровнем турбулентности. Перемещение этих каверн при такой кавитации является их отличительной особенностью по сравнению с другими типами нестационарных каверн. При визуальном наблюдении невооруженным глазом перемещающаяся кавитация может показаться сплошной квазистационарной кавитационной зоной. Каверны непрерывно уносятся со скоростью, равной местной скорости потока, увеличиваются в зоне пониженного давления и начинают сразу же схлопываться, как только попадают в зону с давлением, превышающим давление насыщенного пара. Схлопывание часто сопровождается рядом повторных расширений и схлопываний, вызывающих пульсации давления [53]. [c.7] Иногда наблюдаются колебания, при которых присоединенная каверна сначала растет, а затем схлопывается вследствие захвата жидкостью и последующего заполнения каверны с конца зоны кавитации. Максимальная длина присоединенной каверны зависит от поля давления. Каверна может заканчиваться в точке присоединения основного потока жидкости к поверхности тела на некотором расстоянии от передней кромки каверны (линии отрыва) — частичная каверна или может простираться далеко за пределы тела до смыкания основного потока с образованием полости, охватывающей тело. В последнем случае кавитацию называют суперкавитацией, а каверну — суперкаверной. Принципиальное отличие суперкавитационного течения состоит в том, что его характеристики остаются стабильными, но потери энергии увеличиваются. [c.8] Основные особенности присоединенной кавитации можно довольно отчетливо наблюдать визуально. [c.8] Вихревая кавитация — кавитация, при которой каверны наблюдаются в центре вихрей, образующихся в зонах, где имеются большие касательные напряжения (в этом случае каверны могут быть перемещающимися или присоединенными). Возможность возникновения кавитации внутри вихря определяется особенностью движения жидкости в нем, заключающейся в том, что скорость жидкости обратно пропорциональна расстоянию от центра вихря. Отсюда следует, что скорость стремится к бесконечности при приближении к центру вихря. Однако на практике этого не случается из-за кавитации, которая начинается при местном статическом давлении ниже критического. Вихревая кавитация была обнаружена раньше других типов кавитации, так как она часто возникает на концах лопастей гребных винтов. Этот тип кавитации часто называют концевой кавитацией. [c.8] Скорость схлопывания вихревых каверн и механизм этого явления изучены недостаточно, но их характерные особенности свидетельствуют о низких скоростях и соответственно низких давлениях схлопывания. [c.8] Все три типа гидродинамической кавитации — перемещающаяся, присоединенная и вихревая могут развиваться почти в любом гидравлическом оборудовании и в большей степени характерны для установившегося течения жидкости. [c.9] В настоящее время неизвестны факторы, определяющие тип кавитации (присоединенной или перемещающейся) в данной критической области. Эти два типа кавитации часто имеются на соседних участках одной и той же лопасти. Единственное очевидное различие в условиях их возникновения связано с диапазоном изменения углов атаки, который для перемещающейся кавитации меньше. [c.9] Вернуться к основной статье