Возникновение кавитации критическое давление

Разрушение кавитационных пузырей при переносе их потоком в область с давлением выше критического, происходит с очень большой скоростью и вызывает гидравлический удар. Наложение большого числа таких ударов приводит к появлению характерного шипящего звука. Таким образом, возникновение кавитации всегда сопровождается усилением шума. Значение этого последствия кавитации изменяется в зависимости от назначения гидравлического оборудования. [c.25]

Как уже говорилось, возникновение кавитации является следствием уменьшения абсолютного давления жидкости до ка-хой-то критической величины. Это уменьшение может происходить в соответствии с основными закономерностями работы гидромашины, а также может быть вызвано причинами, не зависящими от рабочего процесса. [c.40]

Рассмотренные примеры наглядно демонстрируют, что нормальный рабочий процесс таких лопастных гидравлических машин как турбины и насосы сопровождается уменьшением давления потока и образованием зон, давление в которых может достигать критического значения с точки зрения возникновения кавитации. [c.42]

Основными факторами, влияющими на возникновение и последующее развитие кавитации в потоках жидкости, являются форма границ течения, параметры течения (абсолютное давление и скорость) и критическое давление Ркр, при котором могут образовываться пузырьки или возникать каверны. Однако, как показано в следующих главах, на зависимость критического давления от формы границ, давления и скорости могут существенно влиять другие факторы. К ним относятся свойства жидкости (например, вязкость, поверхностное натяжение, параметры, характеризующие испарение), любые твердые или газообразные примеси, которые могут быть взвешенными или растворенными в жидкости, и состояние граничных поверхностей, включая их чистоту и трещины, в которых могут находиться нерастворенные газы. Кроме динамики течения для больших перемещающихся или присоединенных каверн существенное значение имеют градиенты давления, обусловленные силами тяжести. Наконец, физические размеры границ течения могут оказывать существенное влияние не только на размеры каверн, но и на зависимость от некоторых параметров основного течения и течения в пограничном слое. При выводе критерия подобия невозможно учесть все эти факторы. Поэтому обычно на практике используют основной параметр, выведенный из элементарных условий подобия, и учитывают влияние других факторов как отклонения от основного закона подобия. [c.62]

В общем случае на движущуюся жидкость может и не действовать поле переменного давления. Следовательно, механизм развития каверны конечных размеров из ядра должен быть другим. В стационарных полях отсутствует выравнивающее действие диффузии и нет резонанса, ускоряющего возникновение кавитации. Поэтому, чтобы из ядра могла образоваться каверна, оно должно вырасти до критического размера, прежде чем успеет пересечь зону пониженного давления. От начальных размеров ядра (и следовательно, от начальной массы газа в нем) в очень большой степени зависит, достигнет ли каверна критических размеров. При таких условиях течения, когда кавитация еще только зарождается, существует лишь небольшая область, в которой давление ниже давления насыщенного пара. Скорость течения определяет как величину отрицательного давления, так и время пребывания ядра в этой области. Если при заданной массе ядра такого понижения давления недостаточно, чтобы обеспечить рост каверны до критического размера в течение времени ее пребывания в области пониженного давления, то кавитация не разовьется. [c.110]

Двуокись углерода далеко не всегда можно считать настоящим газом. Однако ее тройная точка (температура, при которой все фазы — твердая, жидкая и газообразная — находятся в равновесии) соответствует 216 К, а критическая температура - 304 К. Таким образом, при температуре ниже 304 К двуокись углерода может существовать в жидком виде. При комнатной температуре давление насыщенного пара двуокиси углерода составляет 60 ат, а критическое давление —75 ат. Можно только гадать о том, какие термодинамические процессы происходят при образовании и схлопывании каверн, заполненных смесями водяного пара и двуокиси углерода. Почти определенно можно сказать, что этот процесс не является адиабатическим как при расширении, так и при схлопывании пузырька. Вполне вероятно, что в процессе схлопывания часть двуокиси углерода вновь растворяется в окружающей жидкости, а часть конденсируется и переходит в жидкое состояние. Такой процесс объяснил бы возникновение при схлопывании высоких давлений, способных вызвать наблюдаемое разрушение. Можно отметить, что в данном конкретном случае давление, при котором развивалась кавитация, было, вероятно, гораздо выше атмосферного следовательно, количество водяного пара в кавернах было пренебрежимо мало. [c.165]

В соответствии со сказанным в гл. 3 кавитация может возникнуть, если в жидкости имеются ядра кавитации или слабые места , из которых образуются каверны. Жидкости, не содержащие таких ядер, имеют очень высокую прочность на разрыв таким образом, кавитация не наблюдалась бы в гидросистемах и гидромашинах, если бы нормальные жидкости не изобиловали источниками ядер кавитации. Кавитационными ядрами, по-ви-димому, являются примеси, например нерастворенные газы и твердые частицы, на которых образуются микроскопические пузырьки газа. Скорость, с которой кавитационное ядро может расти до достижения критического размера, соответствующего наступлению кавитации, определяется не только его начальным размером и формой, но и термодинамическими свойствами окружающей жидкости, а также величиной и продолжительностью воздействия пониженного внешнего давления. Таким образом, существуют три фактора, влияющие на возникновение кавитации [c.258]

Один из параметров моделирования возникновения кавитации — величина критического давления. Другой — положение точки, в которой достигается это давление. Число кавитации К было выведено из условия возникновения кавитации на участке минимального давления поверхности твердого тела, омываемого потоком. Для потенциального течения однородной жидкости минимум давления всегда расположен на поверхности тела. Для течений с завихренностью область минимального давления может находиться в жидкости на некотором расстоянии от поверхности твердого тела. Когда кавитация развивается вдоль поверхности хорошо обтекаемого тела, она почти всегда сосредоточена в области безотрывного неоднородного пограничного слоя. В большинстве случаев предполагается, что изменение давления по толщине пограничного слоя пренебрежимо мало. Однако при условиях, близких к условиям возникновения кавитации, небольшие изменения давления могут оказаться важными при определении величины минимального давления, а следовательно, и места возникновения кавитации на поверхности твердого тела или в жидкости на некотором расстоянии от поверхности. [c.268]

Возникновение кавитации можно ожидать во всех областях, где Кг>К1. Другие критические области будут соответствовать сближениям этих двух зависимостей. Рассмотрим, как изменятся условия течения, если изменить уровень давления во всей системе при постоянном расходе потока. К сожалению, результат такого изменения невозможно обнаружить по графикам, подобным только что описанным. Например, кривые Кг останутся неизменными, так как число Кг отражает свойство данного элемента машины. Кривые К будут перемещаться вниз или вверх в зависимости от понижения или повышения давления в системе. Кроме того, хотя изменение давления для каждого поперечного сечения будет одинаковым, изменение числа К будет неодинаковым, так как оно обратно пропорционально квадрату скорости [c.611]

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]

Кавитация начинается с возникновения очень маленьких каверн в точках тела с минимальным давлением или в их окрестности. Дальнейшее увеличение Уо (или уменьшение ро) приводит к падению давления до критического значения и в других точках поверхности тела. Поэтому зона кавитации начинает распространяться от точек ее возникновения. [c.64]

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]

В связи с влиянием частоты кавитации и ее распределения по пространству и во времени Линард и Стефенсон [48] предположили, что влияние масштаба на возникновение кавитации связано с явлением статистической устойчивости турбулентного потока. Они считают, что как только скорость роста ядра в области кавитации превышает некоторое критическое значение, сами ядра кавитации будут увеличивать местный уровень пуль--саций давления до значения, при котором кавитация становится самоподдерживающейся и устойчивой, а непрерывистой. Так как число имеющихся ядер кавитации зависит от размера области кавитации, при увеличении или уменьшении размеров тела должен проявиться масштабный эффект. Согласно экспериментальным данным Линарда и Стефенсона для затопленных струй, истекающих из отверстий или сопел, а также данным Болла [5], Йоргенсена [38] и Роуза [58] для струй, истекающих из сопел, [c.281]

На рис. 110,(2 изображена кавитационная характеристика турбины открытого типа (вариант 2). При больших кавитационных запасах кавитация отсутствует характеристика горизонтальная. Возникновение кавитации приводит к запиранию потока на выходе из рабочего колеса в отвод, в результате чего напор при Q = onst и = onst начинает увеличиваться. Кавитационный запас А/гь при котором начинает увеличиваться напор турбины из-за возникновения кавитации, назовем первым критическим кавитационным запасом. Начальная фаза кавитации не сказывается на вихревом рабочем процессе (на интенсивности продольного вихря), а следовательно, и на мощности турбины. Развитие кавитации приводит к возникновению кавитационной каверны также у входа в рабочее колесо в конечной части канала, что сопровождается падением здесь интенсивности продольного вихря. Срабатываемый на конечном участке канала напор падает, в результате чего происходит падение давления на всей длине канала. Это ведет к лавинообразному распространению кавитации вдоль канала от конца к началу и срыву работы турбины. Кавитационный запас, при котором происходит срыв работы, является вторым критическим А/1ц. [c.187]

Поскольку возникновение кавитации сильно зависит от внешнего давления, последнее при ультразвуковом обезгаживании жидкостей не должно превышать определенного критического значения. Нумахи и Курокава [1441, 1442] исследовали влияние содержания воздуха в солевом растворе и морской воде на возникновение кавитации. [c.510]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...