Вихревая кавитация

При вихревой кавитации пузырьки и каверны образуются вдоль осей вихревых шнуров, какие, например, сходят с концов лопастей гребных винтов и лопастных гидромашин. [c.399]

Рис.ПУ.б. Стадии развития вихревой кавитации на конце лопасти рабочего колеса осевого насоса по мере увеличения числа его оборотов

Вихревая кавитация развивается в ядрах вихрей, образующихся на свободных концах лопастей осевых колес. Стадии развития этой формы кавитации показаны на рис. IV.6. [c.171]

ВИХРЕВАЯ КАВИТАЦИЯ В ПОТОКЕ ЖИДКОСТИ [c.23]

При вихревой кавитации каверны наблюдаются в центре вихрей, образующихся в зонах, где имеются большие касательные напряжения. (В этом случае каверны могут быть перемещающимися или присоединенными.) 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. На фиг. 1.8 приведена фотография, полученная с помощью высокоскоростной киносъемки, на которой показана присоединенная вихревая кавитация на гребном винте. Следует отметить, что относительно вращающегося винта этот тип кавитации значительно ближе к установившейся, чем любой из предыдущих типов. Концевая кавитация возникает не только на гребных винтах при обтекании внешним потоком, она также встречается и в каналах, например на концах лопастей осевых насосов. Концевая кавитация не является единственным примером вихревой кавитации. На фиг. 1.9 показана кавитация в следе за телом, образовавшемся вследствие отрыва пограничного слоя от сферы. В этом случае кавитация возникает не на поверхности тела и не вблизи него, а на границе зоны отрыва потока. Это кавитация вихревого типа. Поскольку течение очень неустойчиво. [c.23]

На основании сказанного нетрудно сделать вывод, что вихревая кавитация может вызывать разрушение только в том случае, когда схлопывание каверн происходит на поверхности тела или на небольшом расстоянии от нее. В качестве важного примера можно назвать разрушения на концах лопастей осевых турбин или насосов, вызванные кавитацией в концевом зазоре. Эта кавитация определенно относится к вихревому типу. [c.24]

Фиг. 1.9. Вихревая кавитация па границе зоны отрыва за сферой диаметром 25,4 мм. (Снимок Калифорнийского технологического института.) Скорость У=7,16 м/с число кавитации Л =1,06.

В гл. 1 были определены четыре различных типа кавитации перемещающаяся кавитация, присоединенная кавитация, вихревая и вибрационная кавитации. Основной особенностью перемещающейся и вибрационной кавитации является нестационарный рост и схлопывание отдельных каверн или пузырьков. Кроме того, нестационарные каверны могут существовать также и в случае присоединенной кавитации, а также вихревой кавитации. В любом случае существования нестационарных пузырьков, если их концентрация достаточно мала, каждый пузырек ведет себя независимо от других. Поэтому поведение отдельного пузырька на протяжении простого цикла расширения и схлопывания представляет интерес для всех типов кавитации. [c.120]

Все три типа кавитации — перемещающаяся, присоединенная и вихревая-—могут развиваться почти в любом гидравлическом оборудовании. Присоединенная и перемещающаяся кавитация обнаруживаются чаще всего там, где поток отрывается от направляющей поверхности. Существование вихревой кавитации связано, кроме того, с наличием при отрыве потока градиента давления, параллельного направляющей поверхности и нормального к потоку, например при образовании концевых вихрей гребного винта. Поэтому вихревая кавитация часто возникает в зонах интерференции. В настоящее время неизвестны факторы, определяющие тип кавитации (присоединенной или перемещающейся) в данной критической области. Известно только, например, что если направляющая поверхность резко отклоняется от направления потока, то развивается присоединенная кавитация. Если отклонение поверхности происходит постепенно, то может возникнуть перемещающаяся кавитация. Эти два типа кавитации часто происходят одновременно на соседних участках одной и той же рабочей лопасти. Единственное очевидное различие в условиях их возникновения связано с интервалом изменения углов атаки, который для перемещающейся кавитации меньше. [c.617]

Подробные сведения о кавитационном разрушении при вихревой кавитации отсутствуют. В машинах с высокой быстроходностью, которые не имеют бандажа на рабочем колесе, каверны, образующиеся при течении через зазоры между стенкой корпуса и наружными концами лопастей, обладают многими свойствами, присущими вихревой кавитации, и производят иногда значительные разрушения, особенно если эти каверны соприкасаются с поверхностью лопасти [1]. Действительно, если степень развития этой кавитации достаточно велика, с выходных кромок лопастей могут сходить свободные кавитационные вихри, которые можно наблюдать на больших расстояниях за выходными каналами. Однако было замечено также, что кавитация в зазоре у концов лопастей производит разрушение лопасти со стороны низкого давления на небольшом радиальном расстоянии от конца. Можно предположить, что в этих местах поверхность лопасти пересекается с концевым вихрем. В этих условиях течение имеет все основные особенности течения с присоединенной каверной. Зона разрушения появляется в ожидаемом месте. Вероятно, нечто похожее может проис.хо-дить и в выходных каналах, если ядро свободного вихря взаимодействует со стенками каналов машины. [c.620]

Разрушение вследствие вихревой кавитации [c.623]

Согласно физическим представлениям, концевой вихрь должен образовываться на конце гидропрофиля вследствие закручивания течения относительно задней кромки под действием разности давлений на обеих сторонах лопасти. Однако из этого не следует, что во всех точках минимального давления будет развиваться именно вихревая кавитация. Вихревая кавитация развивается только в том случае, если минимальное давление в вихре падает ниже давления насыщенного пара. Кавитация в зазоре между концом лопасти и корпусом в осевых насосах и турбинах возникает по тем же основным причинам, что и концевые вихри на открытых винтах. Однако в гидравлических машинах нагрузка на лопасть велика и практически приложена к ее концу. Поэтому скорость потока в зазоре часто достаточно высока и вихревая кавитация не развивается. [c.623]

Как уже указывалось, кавитация относится к очень общим явлениям и не ограничивается только паровыми кавернами. Каверны могут быть заполнены газом при любом возможном давлении. В гл. 5 отмечается, что основные особенности стадий развитой газовой присоединенной или вихревой кавитации можно описать с помощью параметра Къ, представляющего собой параметр К, в который вместо давления пара подставлено давление газа. Поэтому, за исключением некоторых масштабных эффектов, картина течения должна быть одинаковой в случае газовых и паровых каверн, если Кь К одинаковы. [c.652]

Вибрационные установки 53, 444—465 Вибрация решеток 371, 374, 377 Вихревая кавитация 19, 23, 24, 120, 215, 321, 617 [c.669]

Возможны также и другие типы кавитации они будут описаны в гл. XV. Помимо срывной кавитации на спинке винта и турбинных лопаток, известна так называемая концевая кавитация, срывающаяся по спирали с концов винта, вихревая кавитация вблизи затопленных струй и акустическая кавитация , вызываемая звуком. [c.17]

По этому вопросу имеется значительное расхождение экспериментальных данных. Это расхождение частично можно объяснить тем, что критическое давление кавитации Рс зависит от статистического распределения газовых ядер, а не только от обычно измеряемого объемного содержания воздуха. Может влиять также наличие вихревой кавитации, т. е. кавитации вблизи вихревых жгутов, давление в которых значительно ниже, чем среднее местное давление. Подобные вихревые жгуты обычно сопутствуют отрыву потока. [c.406]

Наконец, рост и захлопывание каверн не всегда определяются средним давлением окружающей среды. Пузырьки, вызывающие повреждения, могут образовываться также при наличии высокой местной завихренности 2 ), которая не учитывается в уравнении Бернулли, используемом при определении коэффициента. кавитации Q (гл. I, п. 4). Так, например, в случае затопленной струи вихревая кавитация начинается у краев отверстия при Q < 0,5. [c.409]

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]

Из рассмотрения фотографий следует, что на режиме без обратных токов реализуется так называемая профильная каверна, т. е. частичная присоединенная каверна (см. рис. 1.1, а), а на режиме с интенсивными обратными токами каверна образуется не только в межлопастных каналах, но и перед шнеком (вихревая кавитация, рис. 1.1, б). [c.12]

Для того, чтобы проиллюстрировать влияние условий работы шнеко-центробежного насоса, т. е. степени развития лопастной и вихревой кавитации при работе насоса на пониженных режимах на основную частоту колебаний жидкости в системе, на рис. 8.8 приведены также зависимости 1та/(/) для двух вариантов расчета к == 0,03 и 0,35 (режим с обратными токами) к = = 0,058 и д = 0,54. [c.233]

Вихревая кавитация появляется в вихрях жидкости, например в зоне обратных токов, в концевых вихрях, образующихся на периферии лопатки (в радиальном зазоре между шнеком и корпусом). [c.116]

Присоединенная кавитация наблюдается в случае образования паровой полости, связанной с лопаткой. Для этой формы кавитации характерно наличие четкой границы раздела фаз пара и жидкости. В шнекоцентробежных насосах ЖРД применяются заостренные лопатки, поэтому в них в основном имеют место присоединенная и вихревая кавитации. [c.116]

Кавитация в вихревых пасосах [c.228]

Тематику этих исследований, публикуемых в журналах прикладной физики, механики и математики, в общих чертах можно охарактеризовать следующим образом. Первая группа дисциплин объединяет химическую, топливную и пищевую промышленность, агротехнику, целлюлозно-бумажную промышленность, коллоидную химию и физику грунтов. Каждая из дисциплин рассматривает ряд вопросов, касающихся транспортеров, пневматических конвейеров, гетерогенных реакторов, распылительных сушилок, псевдоожижения, осаждения, уплотненных слоев, экстракции, абсорбции, испарения и вихревых уловителей. В группе дисциплин, включающих метеорологию, геофизику, электротехнику, сантехнику, гидравлику, фоторепродукцию и реологию, мы сталкиваемся с такими вопросами, как седиментация, пористость сред, перенос и рассеяние, выпадение радиоактивных осадков, контроль за загрязнением воздуха и воды, образование заряда на каплях и коалесценция, электростатическое осаждение и ксерография. В механике, ядерной и вакуумной технике, акустике и медицине исследуются процессы горения, кипения, распыления, кавитации, перекачивания криогенных жидкостей, подачи теплоносителя и топлива в реакторах, затухания и дисперсии звука, обнаружения подводных объектов, течения и свертывания крови. В общих разделах космической науки и техники исследуются сопротивление движению искусственных спутников, взаимодействие космических аппаратов с ионосферой, использование коллоидного топлива для ракетных двигателей, рассеяние радиоволн, абляция, ракетные двигатели на металлизированном топливе, МГД-генераторы и ускорители. [c.9]

Следует, однако, иметь в виду, что при изменении числа Re в широком диапазоне может происходить перестройка структуры потока при неизменных формах пограничных поверхностей (например, изменяются размеры вихревых зон, появляются местные зоны кавитации и т. п.). При этом могут измениться значения [c.173]

Существует и другой подход к классификации кавитационных явлений. Так, различают кавитацию перемещающуюся, присоединенную, вихревую, вибрационную. [c.399]

Начальная стадия появляется при больших разрежениях, приводящих к разрыву жидкости. Существуют различные формы начальной стадии кавитации пузырчатая, пленочная, в виде вихревых шнуров. [c.6]

Кавитация в вихревых шнурах, сбегающих с крыла конечного размаха (вихревая), представляет собой в сущности кавитацию в следе за крылом. При достаточном разряжении в центре вихревого шнура нерастворимые пузырьки воздуха, попадая туда, начинают интенсивно расти (первая фаза). Когда давление в центре вихревого шнура достигает значения, близкого к упругости паров воды, происходит разрыв жидкости и образуются сплошные полости, тянущиеся на некотором расстоянии за крылом (вторая фаза). На рис. 2 приведена фотография кавитирующего эллиптического крыла с вихревыми шнурами. [c.8]

При развитой искусственной кавитации каверна имеет вид прозрачной пленки, которая в хвостовой части либо сворачивается в две вихревые трубки, либо заканчивается обратной струйкой жидкости. [c.9]

Применение метода вихревых особенностей для расчета осесимметричного обтекания тела в режиме развитой кавитации [c.202]

При определенных условиях нестационарность проявляется весьма существенно в концевой части каверны. При конечных числах Фруда и малых числах кавитации течение в концевой части носит упорядоченный установившийся характер, а каверна заканчивается двумя вихревыми шнурами. [c.212]

Первая форма уноса газа при постоянном числе Фруда наблюдается в тех случаях, когда числа кавитации х малы, и происходит следующим образом. Воздух из каверны поступает в области пониженного давления вихревых шнуров, образующихся в концевой части каверны из-за всасывания каверны под действием силы тяжести. Полость каверны при этом свободна от пены, поверхность каверны прозрачна. [c.213]

Вихревая кавитация обычно имеет лишь малую площадь контакта с поверхностью, на которой она образуется. Вихрь может так и не коснуться никакой другой поверхности до того, как его интенсивность уменьшится и каверны схлопнутся. Следовательно, в этом случае влияние кавитации на поверхностное трение должно быть пренебрежимо малым. [c.321]

Гидротехническими сооружениями называются такие разнообразные гражданские инженерные сооружения, как плотины, водосливы, затворы, каналы и тоннели. Чаще всего эти сооружения создаются из кирпича или бетона, а поток жидкости в них обычно имеет свободную поверхность. Очевидно, материалы конструкции яе играют роли в анализе течения с целью определения положения и характеристик критических кавитационных областей, хотя и определяют шероховатость поверхности. Болл [1] рассматривал влияние чистоты обработки поверхности на кавитацию в высокоскоростных потоках и обнаружил, что вихри, срывающиеся с элементов шероховатости, могут являться очагами развития местной кавитации при отсутствии кавитации во всем потоке. Кенн [76] привел примеры разрушающего действия такой вихревой кавитации на бетон. Общий обзор проблем кавитации применительно к гражданским техническим сооружениям можно найти в работе Брауна [3], а применительно к гидротехническим сооружениям в работе Розанова [8а]. Туллис и Маршнер [14] опубликовали обзор по кавитации в клапанах. [c.612]

Рассмотрим пластинку АС (рис. 11.13), расположенную в потоке несжимаемой невязкой жидкости под некоторым углом атаки а к направлению скорости потока Ус,. Предположим, что течение характеризуется числом кавитации х, каверна заканчивается двумя односпиральными вихрями в точках и D, за которыми образуется тонкий вихревой след, монотонно сужающ,ийся к бесконечности. Обозначим V, —скорость на границе каверны, да = ф + ii] . — комплексный потенциал скорости течения, точка В — точка разветвления потока на пластинке. [c.83]

Второй режим наблюдается при больишх числах Fr ,. Количество подаваемого воздуха определяется площадью сечения, через которое воздух поступает в каверну. Практически воздух из атмосферы может поступать либо по вихревым жгутам за каверной, либо вдоль вертикальных стоек (у катеров на крыльях), находящихся в отрывном режиме обтекания, либо по внутренним трактам системы подачи воздуха. Для определения числа кавитации в этом случае необходимо принять давление /7 = Н-+ PgH, а /7 = р,. [c.235]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...