Газовая кавитация

Под кавитацией подразумевают возникновение и рост пузырьков пара или растворенного в жидкости газа, вызванные понижением давления при постоянной температуре (см. п. 1.6). Рост возникшего пузырька сопровождается испарением жидкости внутрь него (паровая кавитация) или диффузией газа (газовая кавитация). Но, как правило, имеют место оба процесса и кавитация является парогазовой. Кавитационные пузырьки возникают в тех точках потока жидкости, где давление падает до некоторого малого значения ркр. которое близко к давлению насыщенного пара при данной температуре, но зависит от ряда факторов степени насыщения жидкости растворенным газом, наличия примесей и твердых частиц, состояния обтекаемой поверхности. Формы проявления и развития кавитации многообразны и пока не существует их четкой классификации и общепринятых терминов. В отечественной литературе различают две основные стадии кавитации начальную и развитую. [c.398]

Для газовой кавитации, полагая показатель адиабаты у == /з. учетом (1.2.27) получаем [c.28]

Газовая кавитация вызывает рост вибрации в основном в диапазоне частот (1—10 кГц). Начальные стадии паровой кавитации наиболее отчетливо проявляются в диапазоне 5—30 кГц и выше, а ее дальнейшее развитие приводит к интенсивной вибрации во всем звуковом диапазоне частот. Одна из основных причин снижения кавитационных качеств центробежных насосов заключается в интенсивном вихреобразовании во входном патрубке и большой неравномерности скоростей на выходе из него. [c.164]

Эти формы кавитации по мере увеличения ее интенсивности проходят газовую и паровую стадии. При снижении давления (увеличении скорости потока) наступает такой момент, когда газовые пузырьки в результате анизотропной направленной диффузии растворенного в воде газа начинают резко расти в объеме. Происходит дегазация жидкости, которую часто называют газовой кавитацией так как при дегазации возникают импульсы давлений, то рост пузырька имеет циклический характер. [c.172]

Ввиду трудности вычисления рассматриваемая потеря напора p в практике обычно учитывается запасом напора на всасывании. Для предотвращения возникновения газовой кавитации в жидкостях, насыщенных воздухом при атмосферном давлении, необходимо, чтобы во всасывающем трубопроводе давление во всех его точках было не ниже 350—400 мм рт. ст. [c.49]

Развиваемая в настоящее время теория односторонней диффузии [15] (см. далее), не разрешая вопроса о природе начальных зародышей, позволяет понять механизм перехода от чрезвычайно маленьких воздушных пузырьков, которые, как следует из теории газовой кавитации, не участвуют в кавитации из-за большой величины давл.ения, создаваемого поверхностным натяжением, к большим, которые уже могут рассматриваться как центры кавитации. Согласно теории односторонней диффузии колебания пузырьков очень малого размера в звуковом поле приводят к быстрому перекачиванию растворенного в жидкости воздуха в пузырек, который в результате этого быстро [c.258]

В приведенном описании кипение, паровая и газовая кавитация считаются родственными явлениями, хотя и не одинаковыми во всех отношениях. Другое сходное явление представляет собой большая квазистационарная каверна, которая поддерживается благодаря так называемому вентиляционному эффекту. Это важное явление наблюдается при некоторых условиях, когда непрерывный поток газа всасывается естественным путем пли принудительно подается в область низкого давления за телом, возникающую вследствие гидродинамических эффектов. Большие вентилируемые каверны имеют много общих свойств с паровыми кавернами на некоторых промежуточных стадиях их развития, за исключением концевых областей вентилируемых каверн, из которых газ уносится без конденсации вследствие перемешивания с жидкостью. [c.15]

По поводу влияния содержания воздуха заметим, что при очень высоких полных содержаниях газа [55], параметр Кг первоначально имеет большое значение, а затем уменьшается с уменьшением скорости Это, вероятно, связано с газовой кавитацией, обусловленной высоким содержанием газа. При малой скорости внешнее давление становится очень низким по мере приближения К к значению, при котором начинается кавитация. При высоком содержании газа может стать существенной газовая диффузия, прежде чем минимальное давление достигнет критического значения для паровой кавитации. [c.267]

Поэтому газовая кавитация может происходить при значениях К, больших Кг для паровой кавитации. При большой скорости внешнее давление велико в момент достижения критического значения минимального давления и газовая кавитация может не развиваться даже при высоком содержании газа. [c.268]

Если равновесное давление растворенного газа превышает давление газа в пузырьке в начальном его состоянии, то развивается газовая кавитация. [c.286]

Развивается газовая кавитация, если равновесное давление растворенного газа превышает давление газа в пузырьке [c.289]

Газ растворенный 163—166 Газовая кавитация 13 Газовые ядра см. Ядра газовые, устойчивость) [c.669]

Естественно рассмотреть сначала, как это было сделано и в случае газовой кавитации, динамику одиночного парового пузырька [16-191. [c.148]

Параметр упругости кавитационных каверн в центробежном колесе определялся по уравнению (6.47) при этом предполагалось, что во входной части центробежного колеса реализовался периодически-срывной режим газовой кавитации с выделением воздуха при давлении, близком к давлению насыщения — 0,1 МПа. Исходные данные для расчета упругости = 340 м/с, = = 1,21 кг/м (при Т == 293 К). Зависимость параметра В = [c.194]

При перекачке жидкости с нерастворенными газами важную роль играет также газовая кавитация, связанная с увеличением объема газа в жидкости в области пониженных давлений. [c.189]

Во время кавитации в сопле Вентури в многокомпонентной жидкости, имеющей состав, выраженный в массовых долях С,в, образуется газовая фаза в виде кавитационных пузырьков и каверн, заполненных испарившимися при давлении Р [c.149]

Очевидно, число X представляет собой число Эйлера, составленное по перепаду давления роо — Значение числа х, при котором начинается кавитация на данной обтекаемой поверхности, называется критическим — х р. Оно зависит как от формы тела, которой определяется закон распределения давлений по его поверхности, так и от свойств жидкости (вязкости, поверхностного натяжения, газонасыщения). Так как рост газовых пузырей начинается при вполне определенном давлении /з р, значению х р должно соответствовать именно это давление. Можно считать, что Рнр = Рн. т. е. Рнр равно давлению рн насыщенных паров. Это давление достигается в той точке обтекаемой поверхности , где скорость имеет максимальное значение и . Для определения [c.399]

В парожидкостных системах под влиянием изменения внешнего давления и (или) процессов теплообмена объемы пара и жидкости могут значительно изменяться во времени. Для многих приложений модельной задачей здесь служит расширение (схлопывание) сферической газовой полости в жидкости (подводный взрыв, кавитация). Эти нестационарные задачи успешно решаются с использованием приближения невязкой несжимаемой жидкости. То же приближение оказывается вполне оправданным при анализе динамики паровых пузырьков при кипении. Настоящая глава посвящена нестационарным течениям эффективно невязкой жидкости. [c.231]

Кавитацией называют нарушение сплошности потока жидкости из-за образования большого количества мельчайших паровых или газовых пузырьков. В областях с повышенным давлением среды пузырьки разрушаются, конденсируясь с большой скоростью. Частички жидкости устремляются к центру пузырька, где в момент полной конденсации происходит их столкновение с превращением кинетической энергии в энергию давления. Возникает точечный гидравлический удар с мгновенным повышением давления, что вызывает разрушение (эрозию и коррозию) поверхности стенок канала и лопаток рабочего колеса. [c.310]

Величина р зависит от вида кавитации (паровая, парогазовая, газовая) и от законов изменения состояния газа. При изотермическом законе изменения состояния газа р определяется из [c.21]

В потоке жидкости, как правило, содержится некоторое количество газа, мельчайшие нузырькн которого имеют радиус м и невидимы для невооруженного глаза. Эти пузырьки воздуха — нуклеоны (зародыши) — переносятся потоком жидкости и, попадая в область более низкого давления, начинают расти. Через поверхность пузырька происходит диффузия газа внутрь пузырька или из него в зависимости от концентрации газа в пузырьке н окружающей его жидкости. Это явление называется газовой кавитацией. Практически всегда наблюдается парогазовая кавитация. [c.6]

Основными источниками вибрации центробежных насосов являются различные формы кавитации [10, 24, 32, 36]. В качестве примера на рис. IV. 1 представлена зависимость общего уровня вибрации Lx лопастного насоса центробежного типа от числа оборотов п на подобных режимах работы H/Q = onst и при постоянном кавитационном запасе Ah = onst, которая имеет три характерные области J, 2, 3. При переходе от бескавитационной работы насоса (область 1) к режиму с газовой кавитацией (область 2) происходит резкое возрастание вибрации, которое становится менее интенсивным в области паровой кавитации 3. [c.164]

Одним из источников вибрации ГЦН может быть кавитация. Она бывает различной. Газовая кавитация вьоывает рост вибрации в диапазоне частот от 1 до 10 кГц. Начальные стадии паровой кавитации отчетливо проявляются в диапазоне частот 5 — 30 кГц и выше, а ее дальнейшее развитие приводит к интенсивной вибрации во всем звуковом диапазоне частот. [c.87]

Если представить себе жидкость, свободную от примесей, то при давлении, равном давлению ее насыщенных паров, происходит вскипание жидкости, Это явление называется паровой кавитацией. Образовавшиеся при этом пузырьки пара переносятся потоком в область повышенного давления, пар конденсируется, и пузырьки схлопываются. Однако в потоке жидкости, как правило, содержится некоторое количество газа, мельчайшие пузырьки которого имеют радиус порядка и невидимы невооруженным глазом. Эти пузырьки воздуха - нуклеоны (зародыши) - переносятся потоком жидкости и, попадая в область низкого давления, начинают расти, Через поверхность пузырька происходит диффузия газа внутрь пузырька (или из него) в зависимости от концентрации газа в пузырьке и окружающей его жидкости. Это явление называется газовой кавитацией. Практически почти всегда наблюдается парогазовая кавитация. [c.18]

Следует отметить, что давление в торцовом зазоре распределителя во время работы может превышать давления на границах зазора. Подобное превышение наблюдается при зазоре, суживаю-нцемся в направлении движения подвижной детали пары (при сближении поверхностей, образуюш,их зазор). При распшряю-ш емся зазоре давление в нем обычно ниже давления на его границах и может достигать значения вакуума. В зоне всасывания в зазоре может образоваться глубокий вакуум —400 мм рт. ст. В результате возникает местная газовая кавитация, сопровождающаяся снижением несуш,ей способности пленки и ее разрывом, что, в свою очередь, сопровождается повышенным износом скользящей пары и схватыванием материала. [c.182]

Важной характеристикой является время жизни возникшей полости. Как будет видно в дальнейшем, для газовой кавитации, если размер пузырька мал настолько, что его собственная резонансная частота несколько выше частоты звука, время жизни его в звуковом поле меньше периода звука (или при больших амплитудах звука, возможно, составляет несколько периодов) пузырек быстро захлопывается, при этом возникают большие давлешгя и высокие температуры — образуется сферическая ударная волна. [c.251]

Процессы подобного рода иногда называют истинной кавитацией . Когда пузырек велик и его резонансная частота ниже частоты звука, он в звуковом поле совершает интенсивные колебания (при этом могут возбуждаться различные моды колебаний). Такие пузыръкп не захлопываются, во всяком случае за несколько периодов волны. Не захлопываются также пузырьки очень малого размера. Эти большие и очень малые пузырьки взаимодействуют между собой и со звуковым полем таким образом, что возможна медленная односторонняя диффузия газа в пузырек для малых пузырьков и коагуляция больших пузырьков. Последнее приводит к бурному выделению газа из жидкости. Этот процесс иногда также называют газовой кавитацией, хотя он существенно отличается от истинной кавитации . Чаще в отличие от истинной газовой кавитации этот процесс называют дегазацией. В экспериментальных условиях явление осложняется еще и тем, что истинная кавитация и дегазация, как правило, протекают в звуковом поле одновременно. В насыщенной газом жидкости, по-видимому, нет способов (за исключением анализа кавитационных шумов и вторичных эффектов см. далее) отличить дегазацию от истинной кавитации совершенно не ясны процессы влияния истинной кавитации на дегазацию. [c.251]

Паровая кавитация исследована значительно меньше она, по-видимому, имеет много общего с истинной газовой кавитацией. Паровые полости, возникающие при отрпна-тельных давлениях, захлопываются (если в фазе положи- [c.251]

До сих пор мы говорили о звуковой газовой кавитации на одном стабильно существующем зародыше. На самом деле в жидкости до возбуждения звукового поля имеется некоторое распределение воздушных пузырьков по размерам. Во.чбуждение звукового ноля приводит к тому, что это распределение непрерывно изменяется. Этому способствуют помимо быстрых изменений давления и темпе- [c.267]

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]

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]

Нагревая жидкость при постоянном давлении или понижая давление при постоянной температуре статическим способом или динамическим способом, т. е. в процессе движения жидкости, можно в конце концов достичь такого состояния, при котором в жидкости становятся видимыми и начинают расти паровые, газовые или парогазовые пузырьки, или каверны. Пузырек может расти с умеренной скоростью, если процесс роста определяется диффузией растворенных газов в пузырек или просто расширением содержащегося в нем газа при повышении температуры жидкости или понижении давления в ней. Рост пузырька будет взрывоподобным , если он обусловлен главным образом испарением окружающей жидкости в этот пузырек. Рост пузырька, вызванный повышением температуры жидкости, называется кипением, а если этот процесс обусловлен динамическим понижением давления, происходящим по существу при постоянной температуре, то он называется кавитацией. Рост пузырька вследствие диффузии в него газа при динамическом понижении давления называется дегазацией. Иногда этот процесс также называют газовой кавитацией (в отличие от паровой кавитации). [c.13]

Течение с развитой кавитацией, аналогичное рассмотренному выше, возникает в потоке, если число кавитации делается весьма малым. В этом случае за телом образуется большая кавитационная полость, заполненная парами воды и газами. Давление в каверне весьма мало и близко к давлению водяных паров. При обычных условиях в воде паровая кавитация возникает при очень больших скоростях, которые трудно воспроизводить в лаборатории. Введение в каверну газа, например воздуха, позволяет получить малое число кавитации и развитую каверну при малых скоростях буксировки, легко осуществимых в лаборатории. Метод искусственной (газовой) кавитации позволил, в частности, измерить сопротивления различных тел — конусов, диска, шара и эллипсоидов при кавитационнод режиме обтекания в опытовых бассейнах (Л. А. Эпштейн, 1948, 1949). Оказалось, что для диска и тупых конусов с ростом числа кавитации коэффициент сопротивления Сд. возрастает приблизительно как Сх (1 + о)-Однако для острых тел подходит лучше формула С" + а. Теоретическое исследование развитой кавитации в пространственных случаях шло главным образом по ЛИНИИ получения приближенных решений, согласующихся с физическим опытом. Изучение фотографий газовых каверн, применение теоремы о количестве движения и анализ осесимметричного кавитационного течения позволили сделать важный вывод о том, что сопротивление тела с каверной за ним, с точностью до поправочного множителя к, близкого к единице, равно произведению площади миделева сечения каверны на разность статического давления перед обтекаемым телом и давления в каверне. Это значит, что коэффициент сопротивления, отнесенный к ми-делеву сечению каверны, равен числу кавитации а. Полученный результат может служить теоретическим обоснованием возможности достижения весьма малого коэффициента сопротивления на больших скоростях для тела, тесно вписанного в каверну. Это очень важное обстоятельство впервые было отмечено в 1944 г. Д. А. Эфросом и затем развито рядом авторов. [c.42]

Теория образования, роста и захлопывания газовых пузырьков (газовая кавитация) первоначально развивалась для несжимаемой идеальной жидкости для случая одиночного сферического пузырька. Далее были уточнены уравнения динамики пузырька с учетом ежи-маемости, вязкости и теплопроводности, конечности амплитуды колебаний стенки пузырька. Наконец, в этой теории был произведен учет несферичности колебаний пузырька, в особенности вблизи его резонансных частот и при достаточно больших амплитудах звука. Было показано, что несферичность колебаний и возникновение струек жидкости у захлопывающихся пузырьков, если они находятся вблизи твердой поверхности, является одной из причин кавитационной -эрозии твердых тел. Теоретические исследования далее стали развиваться применительно к динамике паровых пузырьков (паровая кавитация), которая имеет много общего с динамикой газового пузырька, однако имеются и существенные различия. [c.139]

В низкочастотном диапазоне ультразвуковых колебаний характер зависимостей потенциала (ток =10 ма1см ) и тока (потенциал Аер=1200 мв) через катод от величины колебательной скорости Уд показан соответственно на рис. 10 (кривая 4) и рис. 11 для случая электроосаждения никеля из раствора 40 г/л N12804-7Н20 (40 г/л). Кривые имеют вид, отличающийся от кривых рис. 9. Зависимости построены на основании результатов работы [47] (частота 34 кгц). Наблюдаемый резкий излом кривых при значениях скорости У р 1,5 см/сек (р р=0,23 атм) совпадает с началом дегазации (или газовой кавитации) на поверхности электродов [47]. [c.534]

На развитие кавитации в жидкостях влияет также количество свободных газов и растворенных, выделяющихся в областях пониженного давления. Газ уменьшает прочность жидкости (газовая кавитация). Пщщаличии двухфазной среды сильно падает скорость звука и кризисы, имеющие место при кавитационных течениях (ограничение расхода), могут являться кризисами звуковых течений. Кроме того, на степень развития кавитации могут влиять термодинамические свойства жидкостей (см. разд. 3.3.5.2). [c.186]

R — газовая постоянная, ц — молекулярный вес). Эта скорость, вообще говоря, очень мала таким образом, при образованкн в жидкости пузырьков пара (кавитация) скорость звука в ней скачкообразно резко падает. [c.355]

Однако в связи с тем что площадь/любого поперечного сечения в области кавитации, рас1фостраняющейся вдоль по расширенному диффузору, больше площади критического сечения сопла при постоянных скорости течения Н, статическом давлении Р,, и массовом расходе Р , объемный расход Q двухфазной среды в любом поперечном сечении области кавитации больше объемного расхода потока в критическом сечении сопла. Величина объемного расхода Q вдоль диффузора по течению кавитационной области возрастает за счет увеличения количества газовой фазы в двухфазном потоке, что подтверждается высокоскоростной киносъемкой [18, 19]. [c.146]

Используя уравнения (5.1)-(5.14), рассчитываются основные параметры процесса кавитации в сопле Вентури, такие как скорость потока в критическом сечении сопла и в любой точке кавитационной области (Р, статическое давление в области кавитации 7 ,,, массовый расход через любое произвольное взятое сечение области кавитации, обьемный расход двухфазной среды, из которой состоит область кавигации, плотность двухфазной среды р в любом произвольно взятом сечении области кави тации, объемная концентрация газовой фазы, массовые расходы жидкой 7 и газовой С фаз, полное давление потока Р в произвольнее взятом сечении области кавитации, местная скорость звука а в любой точке области кавитации, длина 5 области кавитирующей жидкости. [c.149]

Использование эжекционных аппаратов в системах нефтяной и газовой промышленности позволяет создавать простые технологические установки [2, 7, 8], имеющие ряд преимуществ перед традиционными установками. Эти преимущества обусловлены не только предельной конструктивной простотой аппаратов, но и возможностью проведения в них одновременно нескольких технологических процессов, например абсорбции и сжатия газов [9, 10, 11], вакуумирования и охлаждения [12], очистки газов от мехпримесей и охлаждения [13, 14], а также возможность рекуперации энергии технологических потоков [15] и интенсификации технологических процессов с помощью кавитации. Указанные преимущества открывают широкие перспективы создания новых типов многофункционального оборудования для технологических систем нефтяной и газовой промышленности. [c.215]

Кавитация возникает при движении жидкости вблизи тел различгюй формы (поверхности крыльев и лопастей, стоек и т. д.), в связи с этим Ю. Л. Левковским и Г. Г. Судаковой были составлены уравнения движения газового пузырька вблизи стенки и исследовано ее влияние на поле скоростей и давлений. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...