Гидропрофили

Рис. 1-4. Схема кавитационной установки для испытания изолированных гидропрофилей.

МЕТОДИКА КАВИТАЦИОННЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОПРОФИЛЕЙ, ПРИНЯТАЯ В ИНСТИТУТЕ [c.13]

В институте подробно исследовано более 70 форм гидропрофилей, из которых свыше 40, разработанных в институте, имеют хорошие гидродинамические характеристики и достаточно просты в технологическом отношении. На рис. 1-9 приведены образцы некоторых из них. [c.14]

Рис. 1-9. Образцы гидропрофилей исследуемых в институте.

Рис. 1-10. Образцы гидропрофилей с относительной толщиной б// 11,7 и 6%.

Исследование решеток гидропрофилей. Обширные экспериментальные данные, получаемые в результате исследования одиночных гидропрофилей, позволяют вы- [c.18]

Рис. 1-18. Кавитационные характеристики гидропрофиля Кларк Ys, установленного в решетке.

ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ТЕМПЕРАТУРЫ РАБОЧЕЙ ВОДЫ НА КАВИТАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГИДРОПРОФИЛЕЙ [c.26]

Таким образом, на основании приведенных экспериментальных данных о влиянии статического давления на характеристики гидропрофилей можно сделать следующие выводы [c.36]

Хаг [39] получил следующее простое соотношение для длины каверны на гидропрофилях со скругленными передними кромками радиусом ко. [c.209]

Фиг. 5.36. Сравнение результатов расчетов по линейной и нелинейной теориям Ву [94] для плоских гидропрофилей.

Ву [93] разработал исчерпывающую нелинейную теорию для профилей с фиксированными точками отрыва. Он использовал метод годографа и модель переходного течения для гидропрофилей произвольной формы, работающих в режиме развитой кавитации при произвольном числе кавитации. Полученные им результаты трудно выразить простыми формулами. Однако результаты расчетов для плоских профилей по его линейной и нелинейной теориям сравниваются на фиг. 5.36. При малых углах атаки они хорошо согласуются. Однако линейная теория обычно дает большие значения подъемной силы и лобового сопротивления по сравнению с нелинейной. Это различие возрастает с увеличением угла атаки. Подобные, но еще большие различия Ву обнаружил между результатами расчета по линейной и нелинейной теориям для профилей, образованных дугами окружностей. [c.243]

Ву [93] для гидропрофиля, образованного дугами окружностей. [c.246]

Паркин В. P., Гроут P. С., Обратные методы в линеаризованной теории обтекания полностью кавитирующих гидропрофилей. Труды американского общества инженеров-механиков, сер. D, Теоретические основы инженерных расчетов, № 4, 3 (1964). [c.256]

В табл. 6.3А приведены значения отношения Ki /Ki , вычисленные для двумерного и трехмерного одиночных элементов шероховатости, расположенных на гидропрофиле на расстоянии X от передней кромки, где Ср =—0,5. Данные, приведенные в таблице, соответствуют следующим условиям x = 50,8 мм, толщина пограничного слоя б==1,27 мм, параметр формы Я = = 1,33 (для профиля скорости степени /б)- Видно, что небольшие шероховатости могут значительно увеличить опасность кавитации. Следует отметить также, что упомянутый двумерный элемент шероховатости оказывает более сильное влияние, чем трехмерный элемент той же самой высоты. [c.294]

В этой главе основное внимание уделяется некоторым физическим особенностям взаимодействия между движущейся жидкостью, каверной и направляющей поверхностью. Сначала будет рассмотрено в общих чертах влияние кавитации на течение и силы взаимодействия между жидкостью и направляющими поверхностями. Затем в качестве примеров будут рассмотрены кавитационное течение в каналах, обтекание гидропрофилей и решеток. [c.317]

Большое внимание уделяется в институте разработке теории суперкавитирующих гидропрофилей [Л. 34— 36], исследованию влияния физических условий испытания (статического давления, температуры воды, возду-хосодержания, шероховатости образцов) [Л. 29] на кавитационные характеристики гидропрофилей, ультразвуковым исследованиям кавитации. [c.5]

Малая кавитационная труба представляет собой установку для кавитационных испытаний одиночных гидропрофилей малых размеров [примерно 50 (хорда) Х20 (размах) мм ] и насадков с пережатием. На установке могут проводиться предварительные исследования влияния скорости течения, воздухосодержання, температуры воды, угла атаки набегающего потока на возникновение кавитации. [c.7]

Кавитационная труба для исследования решеток гидропрофилей. Схема кавитационной гидродинамической трубы для исследования решеток профилей показана на рис. 1-5. Циркуляция воды в трубе осуществляется осевым насосом 1, приводом которого служит электродвигатель постоянного тока с широким диапазоном скоростей вращения (238—684 об/мин). Для выравнивания скоростного поля в местах поворота трубы установлены направляющие лопатки 2—5. Пройдя сотовый выпрямитель 6 и конфузор 7, потрк подходит к рабочему участку 8 с равномерным и однородным полем скоростей [Л. 20], Отличительной особенностью трубы является наличие за решеткой профилей подвижных граничных стенок, управляемых винтами 9. Предельные возможные положения стенок представлены на рис. 1-5 в виде сплошных и пунктирных линий. Такая конструкция проточного тракта за решеткой профилей позволяет создавать при испытаниях условия, близкие к бесконечной решетке. [c.9]

Все основные размеры проточного тракта трубы, включая рабочую камеру, показаны на схеме (рис. 1-5), конструктивное исполнение отдельных звеньев — на том же рисунке н на рис. 1-6. Осевой насос диаметром 0,6 м с параметрами 0 = 0,37 м сек, Я=4,5 м, п=500 об/мин обеспечивает скорость в рабочей камере до 13 м/сек. Наблюдение и фотокиносъемка кавитирующего потока при его прохождении через решетку гидропрофилей осуществляются через смотровые окна (рис. 1-6). В трубе могут устанавливаться решетки из [c.11]

Ки. Подача воды в рабочий участок производится центробежным на сосом, обеспечивающим скорость в рабочей камере до 30 л/сек. Приводами насоса служат два электродвигателя мощностью 300 И 400 л. с. Напорный бак установки разделен на три полости и играет роль ресорбера. Система подвижных стенок из звеньев, как видно на рис. 1-8, обеспечивает более плавное управление потоком в рабочей камере по сравнению со схемой предыдущей установки. В рабо- чей камере трубы может устанавливаться решетка из пяти гидропрофилей таких же размеров, как в описанной ранее установке. Измерительная аппаратура позволяет проводить исследования гидродинамических характеристик решеток гидропрофилей в более широком по сравнению с предыдущей установкой диапазоне скоростей и, следовательно, кавитационных параметров (чисел кавитации). [c.13]

Влияние температуры воды, воздухосодержания и статического давления на кавитационные характеристики гидропрофилей и пр. [c.14]

Рис. 1-11. Кавитационные характеристики гидропрофиля Кларк ц,7. Опыты проведены при температуре воды iв = 12,l- -13,8°С, числе Рейнольдса 6 = (6-ь9) 10 и общем воздухосодержании а/а =1,0, где а, — насыщающее значение воздухосодержании для данной температуры и давления.

В некоторых случаях присоединенная каверна может стабилизироваться до такой степени, что ее длина колеблется около среднего значения, но сама она не проходит фазы полного заполнения, отрыва и повторного образования. Цикличность может сохраниться, но периодическое накопление и выброс жидкости, внесенной в каверну обратной струей, будет происходить только в ее концевой зоне. Именно так ведут себя каверны, замыкающиеся на криволинейных хвостовых частях симметричных стоек и погруженных тел (разд. 5.4.4). В этом смысле они являются квазистационарными. Такие квазистационарные каверны, длина которых меньше длины тела, образуются на гидропрофилях, обтекаемых под углом атаки. Длинные суперкаверны, тянущиеся за телом, также стремятся к стационарному состоянию. Ниже в этой главе при рассмотрении суперкавитации будет показано, что прогресс в исследовании стационарных каверн был достигнут благодаря линеаризации, которая не требует учета условий в обратной струе, образующейся в конце каверны. Линейная теория для расчета двумерных профилей с замыкающимися на поверхности тела кавернами была применена в работах [1,26, 39]. Акоста [1] рассматривал плоскую пластинку с каверной, присоединенной на острых передней и задней кромках. Он получил следующие соотношения для длины каверны 1с и коэффициента подъемной силы для пластины с хордой I в зависимости от числа кавитации К и угла атаки а [c.209]

Уэйд И Акоста [90] исследовали нестационарные явления на кавитирующих плоско-выпуклых гидропрофилях. Они установили, что режим частично развитой кавитации, а также режим полностью развитой кавитации являются квазистационарными и приводят к возникновению стационарных сил и моментов. Однако при переходе от первого режима ко второму возникает нестационарный режим с пульсациями силы и интенсивными колебаниями длины каверны. Амплитуда пульсаций силы достигала 10% от ее среднего значения, а колебания длины каверны (совпадающие по фазе с пульсациями силы) составляли около 60% хорды гидропрофиля. Длины квазистационарных замыкающихся на теле каверн, наблюдавшихся при очень малых углах атаки, достаточно хорошо согласовывались с теорией Акосты для плоских пластин (уравнение (5.6)). Однако, как правило, длины каверн, определенные экспериментально, были меньше рассчитанных по теории для плоской пластины. Силы и моменты измерялись также для всего диапазона от бескавитационного течения до течения с развитой кавитацией. [c.210]

Третья модель была независимо предложена Гербером и Макнауном [24], Эпплером [20], а также Рошко [64]. В рамках этой модели с помощью разреза в плоскости годографа можно задать любое давление в каверне вблизи тела. Предполагается, что вниз по течению от некоторой точки на стенке каверны (форма которой определяется по этой теории) давление плавно возрастает от заданного значения до его значения в свободном потоке. Эта модель, называемая моделью переходного течения, показана на фиг, 5.27, в. Во всех трех моделях использован классический метод конформного отображения в плоскости годографа. Все три модели дают близкие результаты для течения вблизи тела и, следовательно, близкие значения сил, действующих на тело. На фиг. 5.27 линии тока в плоскости годографа вблизи пластины Л С во всех трех случаях почти одинаковы. Ву [93] использовал модель переходного течения в нелинейной теории двумерных гидропрофилей, работающих в режиме полностью развитой кавитации при К>0. [c.225]

Классические методы годографа имеют недостатки 1) они требуют создания абстрактных моделей реальных физических условий в конце каверны при К>0 и 2) они неприменимы, за одним или двумя исключениями, к трехмерным течениям [11]. При расчете важных случаев тонких стоек, лопаток и гидропрофилей с использованием линейных теорий Тулина [84—86, 88] и др. отпадает потребность в специальных моделях. В методе Тулина каверна считается стационарной с постоянным давлением внутри нее, а внешнее течение безвихревым. Уравнение Бернулли и граничные условия линеаризуются. Кроме того, специальным подбором распределения источников и стоков вдоль оси X граничные условия удовлетворяются на этой оси, а не на поверхности тонкого тела. Чтобы связь между длиной каверны и числом кавитации была однозначной, вводится условие сопряжения , согласно которому наклон и кривизна стенки каверны в месте ее присоединения к телу должны быть такими же, как у тела. Теория Тулина применима к телам с тупой хвостовой частью такой формы, при которой отрыв каверны происходит обязательно в хвостовой части тела, а также к телам обтека- [c.225]

Полностью развитая каверна, охватывающая гидропрофиль под углом атаки, представляет собой частный случай несимметричной суперкаверны. В общем случае асимметрия тела или его ориентации (например, угол атаки), сила тяжести (или какие-либо другие массовые силы) и несимметрия граничных поверхностей приводят к нарушению симметрии течения, каверны и связанного с ними поля гидродинамического давления около тела. Возникающая при этом поперечная сила представляет большой интерес главным образом с точки зрения создания подъемной силы, а также с точки зрения специальных проблем устойчивости и управляемости тела с каверной. Гидропрофили относятся к числу таких тел, и благодаря их большому практическому значению были выполнены обширные исследования гидродинамики течений с развитой кавитацией. В частности, особое внимание уделялось простому двумерному профилю как основному элементу конструкций. Рассмотрим лишь основные достижения в этой области. [c.242]

Наиболее важными формами в приложении к аппаратам с подводными крыльями, винтам и агрегатам, преобразующим энергию, являются профили, на которых отрыв потока происходит обычно на острых передней и задней кромках. Тонкие профили, обладающие этим свойством, исследовались теоретически и экспериментально в режиме суперкавитации при /(>0. В общем случае в условиях развитой кавитации (когда каверна длиннее хорды гидропрофиля) коэффициент подъемной силы уменьшается, а коэффициент лобового сопротивления возрастает по сравнению с соответствующими значениями при бескавитационном обтекании. С уменьшением параметра К коэффициенты Сь и Св уменьшаются до их предельных значений, соответствующих значению /С=0. С уменьшением К каверна удлиняется. Теоретически при /(=0 она должна простираться в бесконечность. С помощью метода Тулина получены линеаризованные решения для класса профилей малой, но произвольной кривизны, в том числе для дуги окружности и плоской пластины. В табл. 5.5 собраны результаты расчетов плоских пластин и профилей, образованных дугами окружностей, при К = 0 и /(>0, заимствованные из работ [25, 28, 39, 85, 94]. Согласно этим результатам, Сь и Сд стремятся к предельным значениям при /С = 0. Предельные значения для плоской пластины совпадают с точным решением, полученным на основе теории течений со свободными линиями тока, развитой Кирхгофом и Рэлеем [48], вплоть до членов, содержащих квадрат угла атаки. Предельное значение коэффициента подъемной силы, полученное при /С=0, состав- [c.242]

ЛИНЕЙНАЯ ТЕОРИЯ ДЛЯ ГИДРОПРОФИЛЕЙ С СУПЕРКАВЕРНАМИ [c.244]

Уэйл P. Б., Акоста A. Дж. Экспериментальное изучение потока за плоско-выпуклым гидропрофилем. Труды американского общества инженеров-ме-хаников, сер. D, Теоретические основы инженерных расчетов, № 1, 224 (1966). [c.254]

В экспериментах с телами, имеющими плоские профили давления, получены другие результаты. Примером может служить гидропрофиль NA A 16012, рассчитанный на ламинарное обтекание, с плоским профилем давления и низким коэффициентом минимального давления. Авторы работы [Il]i установили, что число кавитации (определяемое по исчезновению кавитации с увеличением давления) уменьшается с увеличением VoL. Этот эффект становится более заметным с увеличением длины хорды L. Для тел с плоским профилем давления они нашли, что кавитация имеет вид пузырей газа, перемещающихся вместе с.жидкостью. И наоборот, на телах с четким минимумом давления, например полусферических телах, область возникновения кавитации сужается и она происходит если не на поверхности твердого тела, то очень близко к ней. Уменьшение Ki с увеличением Voi еще полностью не объяснено. Однако в случае, когда кавитация начинается за пределами пограничного слоя, оно, по-видимому, связано с содержанием газа и концентрацией ядер кавитации, т. е. с какой-либо причиной, не зависящей от гидродинамических явлений. И наоборот, как будет показано [c.262]

Имеется несколько сообщений о больших, чем Кр, экспериментальных значениях числа кавитации в момент наступления кавитации. Такие данные получены, например, для упомянутого выше гидропрофиля NA A 16012. Эти результаты могут объясняться следующими причинами 1) форма направляющей поверхности не соответствовала форме, для которой определялось распределение давления, 2) течение отличалось тем, что минимальное давление в отдельных областях внутри жидкости было меньше минимального давления на твердой поверхности, 3) давление в каверне было выше давления пара. Последнее могло произойти вследствие существования больших газовых пузырей в жидкости перед зоной кавитации или вследствие перенасыщения жидкости растворимыми газами. Можно исходить из другой точки зрения, приняв, что истинное значение К определяется давлением внутри каверны и что расхождения возможны, если это давление предполагается равным давлению пара. [c.263]

Исследован целый ряд разновидностей неровностей поверХ ности. Однако основное внимание было уделено разрушающему воздействию кавитации, ее влиянию на сопротивление, подъемную силу и другие эксплуатационные характеристики. Например, Шальнев [64—67] и Болл [4] экспериментально исследовали несколько основных геометрических форм. Такие результаты используются при проектировании, а результаты Болла были использованы в публикациях Бюро рекламаций [9, 10] для иллюстрации важности контроля допусков на направляющие поверхности гидравлических конструкций. Нумачи и др. [49—51] количественно определили ухудшение характеристик кавитирующих гидропрофилей с шероховатыми поверхностями. [c.290]

Значения вычисленные по результатам Арндта, меньше, чем для одиночных элементов шероховатости того же размера. Это можно видеть из табл. 6.3Б, где приведены значения и KiJKi для равномерно распределенной шероховатости в виде поперечных бороздок на том же гидропрофиле, для которого [c.297]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...