Кавитация порог

Резонансная частота магнитострикционного аппарата составляла 14,2 кгц. Исследуемые образцы имели диаметр 1,59 см и вес приблизительно 8 г. Температура кавитирующей жидкости в опытах была 25 0,5°С. Как указывалось выше, основные опыты проводились при амплитуде создаваемых прибором вибраций 0,0025 см, однако предварительно было установлено, что кавитация не появлялась, пока амплитуда не достигала 0,00025 см (порог амплитуды), и что степень кавитационных повреждений образца является линейной функцией от амплитуды. Порог амплитуды не зависел от материала образца. [c.125]

Кавитацию в турбине малой мощности можно прекратить, поставив в ее отводном канале порог и этим уменьшив высоту отсасывания. При этом уменьшается, конечно, и вапор, а следовательно, и мощность. [c.90]

Кавитация заключается в образовании полостей в полупериоды разрежения и захлопывания их в полупериоды сжатия. В процессе захлопывания полости возникает ударная волна, разрушающая твердые тела. Порог кавитации, или иначе минимальное значение интенсивности ультразвука, при которой начинается процесс кавитации, является функцией частоты ультразвука и физико-химических свойств жидкости. Для воды и слабых водных растворов в интервале частот 15 - 500 кГц статистически значима (с надежностью 95 %) аппроксимация [ уравнение (123)], полученная в результате математической обработки экспериментальных данных, приведенных в работе [ 294, с. 35] (обработка наша) [c.86]

В дальнейшем ряд экспериментов был проведен для определения воздействия нейтронов на порог кавитации в различных жидкостях [12—14]. Эти эксперименты однозначно показали, что под действием быстрых (4—10 Мэе) нейтронов порог кавитации в воде [13], пентане и ацетоне [12] понижается, причем в последних двух жидкостях — существенно. Замедление нейтронов парафиновым экраном [13] показало, что медленные нейтроны ( 0,4— [c.258]

Мэе) не оказывают влияния на порог кавитации. Заряженные частицы (протоны, электроны, мезоны) также не оказывают влияния на порог кавитации. Таким образом, в космическом излучении на порог кавитации может оказывать влияние, по-видимому, только часть нейтронной компоненты с нейтронами больших энергий. Эти интересные эксперименты указывают на возникновение зародышей кавитации под действием космического излучения, но не могут рассматриваться как доказательство того, что это — единственная причина возникновения зародышей. [c.258]

Возникновение в среде истинной кавитации сопровождается различного рода вторичными физико-химическими эффектами (эрозией металлов, эмульгированием, окислительными реакциями, деполимеризацией, люминесценцией и др.), которые могут служить методом определения порога кавитации. [c.269]

Поскольку при развитой кавитации образуется значительное количество полостей, заполненных при кавитации кипения паром жидкости, объем жидкости увеличивается, что дает возможность определить порог кавитации [25]. [c.270]

При наблюдении порога кавитации мешающим фактором является дегазация (если, разумеется, жидкость не дегазирована), протекающая, в отличие от истинной кавитации , спокойно. Особенно сильно влияние дегазации сказывается на третьем и четвертом из этих методов. [c.270]

Рис. 63. Зависимость порога кавитации в воде от гидростатического давления при 00 кгц и разных температурах.

На рис. 65 показана зависимоста порога кавитации в воде и бензине, полученная при температуре 22° С на частоте 26,3 кгц, от парциального давления воздуха (при насыщении 760 тт рт. ст.). Из этого рисунка видно, что порог кавитации существенно зависит от количества растворенного газа при концентрациях, больших 1% от насыщения при меньших концентрациях такой зависимости нет. Кавитационный порог в воде несколько уменьшается с ростом температуры (см. рис. 63). [c.273]

Порог кавитации зависит также от длительности воздействия звука на среду [27, [c.273]

Рис. 64. Зависимость порога кавитации в воде на 25 кгц от объемной концентрации растворенного воздуха.

Рис. 66. Зависимость порога кавитации (в вт1 см ) от длительности воздействия звука. 1 — дегазированная вода, 500 кгц 2 — сырая вода, 365 кгц.

По причинам, которые будут рассмотрены более подробно в следующей главе, критические условия, соответствующие границе, или порогу, между бескавитационным состоянием и различимой кавитацией, не всегда одинаковы при переходе к кавитации пли наоборот — при переходе к бескавитационному состоянию. Для процесса перехода к бескавитационному состоянию предложен термин исчезновение кавитации [3], а для обозначения типа Т1 стадии кавитации при условиях, близких к критическим, сохранился термин возникновение кавитации в широком [c.17]

Ультразвуковая кавитация. Несмотря на значительное количество работ по ультразвуковой кавитации, это явление еще недостаточно хорошо изучено. Связано это с тем, что возникновение кавитации зависит от целого ряда факторов, контроль которых часто бывает затруднен. Имеющиеся в настоящее время данные указывают на то, что кавитационный порог (минимальные звуковые давления, [c.401]

Кавитационная область и пороги кавитации [c.155]

На рис. 62 приведена зависпмость порога кавитации в воде при комнатных температурах от частоты [27]. Кривая 1 относится к дегазированной воде, кривая 2 — к воде, насыщенной воздухом. Порог iggijy кавитации определялся по шуму кавитации. Порог низок для частот до 10 фц и резко возрастает для более высоких частот. Это согласуется с приведенными выше результатами теории газовой кавитации [16]. [c.271]

Др. особенность У.—возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т. к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропори, квадрату частоты, УЗ-волны большой интенсивности сопровождаются рядом нелинейных эффектов. Так, для интенсивных плоских УЗ-волн при малом поглощении среды (особенно в жидкостях, твёрдых телах) синусоидальная у излучателя волна превращается по мере её распространения в слабую периодич. ударную волну (пилообразной формы) поглощение таких волн оказывается значительно больше (т. н. нелинейное поглощение), чем волн малой амплитуды. Распространению УЗ-волн в газах и жидкостях сопутствует движение среды, т. н. акустическое течение, скорость к-рого зависит от вязкости среды, интенсивности У. и его частоты вообще говоря, она мала и составляет долго % от скорости У. К числу важных нелинейных явлений, возникающих при распространении интенсивного У. в жидкостях, относится акустич. кавито1(ия. Интенсивность, соответствующая порогу кавитации, зависит от рода жидкости и степени её чистоты, частоты звука, темп-ры и др. факторов в водопроводной воде, содержащей пузырьки воздуха, на частоте 20 кГц она составляет доли Вт/см . На частотах диапазона У. средних частот в УЗ-поле с интенсивностью начиная с неск. Вт/см могут возникнуть фонтанирование жидкости и распыление её с образованием весьма мелкодисперсного тумана. Акустич, кавитация широко применяется в технол. процессах при этом пользуются У. низких частот. [c.215]

Выпускаем воду из трубопровода через трубу с суженным стеклянным патрубком М (фиг. 8-5,а). Если давление в трубопроводе и сужение достаточны, то скорость в сужении велика. Если, кроме того, и высота отсасывания Ноте порядочная, то в оужении вода становится от мельчайших паровых пузырьков мутной, что и указывает на кавитацию. В расширении муть исчезает. То же можно наблюдать в патрубке четырехугольного сечевия со стеклянными стенками за порогом (фиг. 8-5,6). [c.86]

Естественно, что это определение порога, если не указано время наблюдения, весьма неопределенно. В ряде работ, где экспериментально определялся порог кавитации, либо не указано время наблюден1ш, либо у разных авторов оно разное (от 10 сек до нескольких минут). Это одна из причин большого разброса экспериментальных результатов, но весьма возможно, что не основная. [c.269]

Порог кавитации зависит от частоты звука, гидростатического давления в жидкости, от длительности воздействия ультразвука, вязкости жидкости, температуры жидкости и от ряда других параметров. В значительной мере порог кавитации зависит от степени очистки жидкости (отсутствия нерастворимых механических примесей), предварительной обработки жидкости (дистилляции, обжима высоким давлением), а также от условий облучения жидкости звуком. При повторном включении звука жидкость, как правило, начинает кавитировать при более низких звуковых давлениях. Однако доминирующим фактором, от которого зависит как величина порога, так и характер кавитации, является количество растворенного воздуха. По [26] эта зависимость проявляется особенно сильно при содержании воздуха, большем 1% от насыщения при меньшем содержании воздуха в жидкости кавитационный порог практически не зависит от количества растворенного газа. [c.270]

Из всех этих данных следует, что на частотах до 10 гц кавитационный порог в воде составляет несколько атмосфер. Такой низкий порог кавитации наблюдался тогда, когда кавитация происходила в больших объемах жидкости вблизи стенок или на поверхности источника звука, или, наконец, тогда, когда условия эксперимента таковы, что невозможно было избежать механических примесей и растворения некоторого количества газа в жидкости. Экспериментальная статхгческая прочность воды на разрыв (см. табл. 6) — 270 атм [30], что значительно выше приведенных здесь экспериментальных порогов кавитации. В настоящее время, однако, на ультразвуковых частотах получены пороги кавитации, по порядку величины близкие к статической экспериментальной прочности 120 атм [26], а для тщательно дегазированной воды даже более высокие — 380 атм [31]. Это связано, во-первых, с тем, что в этих экспериментах удалось избежать влияния стенок кавитация как в [26], так и в [31] наблюдалась при фокусировке, в малом объеме жидкости вдали от стенок экспериментального сосуда и от поверхности источника звука. Во-вторых, несмотря на интенсив- [c.272]

Временная зависимость порога кавитации определяется различного рода случайными явлениями. В некоторой мере она может быть объяснена односторонней диффузией газа в колеблющийся воздушный пузырек-зародыш, размеры которого значительно меньше резонансного (согласно теории газовой кавитации эти пузырьки не кавитируют при амплитудах звукового давления, меньших давления, создаваемого поверхностным натяжением). В результате односторонней диффузии такой пузырек растет и превращается в зародыш, способный кавитировать. [c.273]

Рис. 65. Порог кавитации при атмосферном давлении и 22 С в зависимости от Teneim насыщения жидкости воздухом. 1 — вода 2 — бензин [26].

Если учесть, что через основной дифракционный максимум проходит 84% всей энергии фронта, то средняя интенсивность в фокальном пятне составит 27 ООО вт1см . Интенсивность же в центре фокального пятна, вычисленная по формуле (42), будет около 85 000 втп1см . Следует только помнить, что обе эти цифры в известной степени условны, так как в реальных жидкостях порог кавитации лежит существенно ниже после возникновения кавитации тонкая структура фокального пятна претерпевает, как об этом будет сказано ниже, весьма существенные изменения. [c.197]

В отстоявшейся дистиллированной воде, заимствованная пз работ[-г 148]. На этом рисунке приведена концентрация зародышей которая возрастает с уменьшением Rq, и при значениях Rq, oot-ветств>ющих межмолекулярным расстояниям (Rq 10 -f- см), экстраполированная часть кривой /го( о) (пунктир) стремится к теоретической концентрации зародышей , порождаемых тепловыми флукт ационными процессами [50]. Таким образом, верхний порог кавитации практически отсутствует, а нижний порог размыт вблизи давлений, соответствующих критическому для пузырьков с радиусом 10 см, т. е составляет величину I — 1 (см. рис. 30). [c.128]

Все эти выводы подтверждаются соответствующими экспериментами. Хорошо известно, что с увеличением частоты ультразвука порог кавитации резко повышается, и при частотах выше 10 МГц кавитацию удается возбудить только в фокальном пятне концентрирующих излучателей, где амплитуда давлений может достигать сотен и тысяч атмосфер [51]. Порог кавитации возрастает с увеличением статического давления в жидкости Р . о объясняется уменьшением размеров содержащихся в ней зародышей и увеличением плотности газа в них. Напротив, уменьшение статического давления приводит к понижению порога кавитации, так же как и повышение температуры жидкости. Дегазация жидкости тоже спссобствует увеличению ее кавитационной прочности. Имеются опытные данные по изменению кавитационной прочности в электрическом поле, влияющем на условия адсорбции гидрофобных ионов на поверхности пузырька, и по уменьшению кавитационного порога в воде при растворении в ней солей, вызывающих отрицательную гидратацию [52]. [c.129]

Во всех этих экспериментах используются различные критерии начала кавитации. Одним из них может служить расширение кавитирующей жидкости вследствие образования в ней больших парогазовых пузырьков [53]. В ряде экспериментов в качестве критерия начала кавитации использовался кавитационный шум , возникающий при захлопывании кавитационных полостей [54]. Критерием начала кавитации могут служить также сонояюминесцен1 ия (свечение жидкости при акустической кавитации), кавитационная эрозия твердых тел и другие явления, сопровождающие ультразвуковую кавитацию [48]. Однако эти явления возникают или достигают заметного развития при разных стадиях кавитационного процесса, и поэтому количественные данные о кавитационных порогах, о ределяемые различными методами, существенно отличаются друг от друга, чему способствуют еще и разные состояния исследуемых жидкостей. Тем не менее, основные выводы о кавитационной прочности и влияющих на нее факторах, а также те основые закономерности, которые вытекают из приведенного рассмотрения, качественно подтверждаются экспериментом. [c.129]

Threshold — порог, или критическое состояние (граница между бескавитационным состоянием и различимой кавитацией) [c.680]

Истинная акустическая кавитация имеет другую природу. Блейк ) исследовал ее зависимость от температуры и давления для дегазированной воды. Он показал, что существуют также важные гистерезисные эффекты, имеющие масштаб времени порядка минут и вызывающие в некоторых жидкостях также и эффекты вязкости. В его опытах порог кавитации для звукового луча с частотой 60 кгц соответствовал максимальным напряжениям порядка нескольких атмосфер. Однако в его опытах, как и в опытах других исследователей ), определение пиковых напряжений производилось без учета влияния прилипа(1ия [c.407]

При распространении в жидкости ультразвуковых колебаний возникают местные, расположенные вдоль ультразвуковой волны, области разряжения и сжатия. Обязательным условием для возникновения кавитации является существование в жидкости зародышевых микропузырьков, наполненных газом или паром. Такие микропузырьки всегда присутствуют в жидкости вследствие тепловых флюктуаций. Их растворение в жидкости замедлено, потому что на поверхности раздела двух сред — газа или пара в пузырьке и окружающей жидкости — образуется монослой из адсорбированных органических молекул загрязнений или микрофлоры. Монослой образует оболочку, препятствующую диффузии газа или пара из пузырька в окружающую жидкость. Кавитационный пузырек вырастает из зародышевого микропузырька под воздействием разряжения в отрицательный полупериод волны давления ультразвуковых колебаний. Это происходит в том случае, если величина отрицательного давления превышает порог прочности жидкости. С увеличением вязкости прочность жидкости увеличивается и кавитация затрудняется. [c.14]

В устройстве с двухпороговым переливом (рис. 5.52) вода с большей скоростью протекает через трубу, в которой последовательно размещены два выступа, или порога, за счет которых образуется мощный турбулентный поток. Пороги изогнуты по отношение к центру трубы за ними следует плоскость, перпендикулярная к потоку, Поверхность первого порога выгнута по отношению к противоположной стенке трубы и тем самым сужает поток. Испытуемые образцы устанавливают параллельно стенкам. Кавитация создается за счет дросселирования и последующего расширения падающего потока. Моуссон [9] использовал такое устройство при гидростатическом начальном давлении 3,3 МН/м и скорости потока в суженной его части до 80 м/с, для испытания многих материалов. [c.305]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...