Давление при схлопывании

Рисунок 6.5 наглядно отражает отмеченные выше особенности в распределении давления при схлопывании сферической полости. Кривые рис. 6.5 построены в соответствии с уравнением (6.4) значения RR и R определялись с помощью (6.7) и (6.11). [c.242]

До возникновения кавитации плотность влияет лишь на величину локального давления, определяемого обычными законами гидродинамики. Если пренебречь сжимаемостью жидкости, то ее поведение можно рассчитать, зная величины гидравлических напоров (измеренных в единицах длины) и скоростей, не прибегая к понятию плотности. После возникновения кавитации большую роль начинает играть динамика пузырька, в том числе величина давления при схлопывании, и величина плотности жидкости должна быть введена в рассмотрение (гл. 4). Например, давление в жидкости, возникающее при схлопывании или росте пузырька, прямо пропорционально плотности, если вязкостью, сжимаемостью и поверхностным натяжением можно пренебречь, а величина напора при схлопывании и начальный размер пузырька заданы. Это важно при оценке разрушающего действия кавитации. [c.113]

Практически во всех случаях течения жидкости ее сжимаемостью можно пренебречь, поскольку изменения давления в процессе течения весьма малы по сравнению с объемным модулем упругости жидкости. Поэтому в кавитационных течениях сжимаемость не влияет ни на развитие кавитации, ни на форму каверны. Она приобретает важное значение лишь на последних стадиях схлопывания и оказывает влияние на давление при схлопывании каверны (гл. 4). По этой причине обычно удобнее рассматривать явление схлопывания в зависимости от величины объемного модуля упругости жидкости й скорости звука в ней, которые определяются как плотностью, так и сжимаемостью жидкости. [c.113]

Заметим также, что Рэлей не мог оставить без внимания то обстоятельство, что в момент полного схлопывания пустой каверны в несжимаемой жидкости скорость и давление оказывались бесконечно большими. Он понимал, что для получения имеющих физический смысл значений скорости и давления при схлопывании следует учитывать содержимое пузырька и его поведение, а также некоторые свойства жидкости. Как мы видели, Рэлей перешел к расчету каверн, наполненных газом, изотермически сжимающимся при схлопывании. Решение Кука [36] для случая схлопывания пустой каверны на твердой сфере просто обходило основные трудности. Помимо введения этих двух приближений для давления схлопывания, решение Рэлея не учитывало влияние содерл имого каверны или поля переменного давления. Единственным учитываемым свойством жидкости была плотность поверхностное натяжение, вязкость, сжимаемость и другие ее свойства во внимание не принимались. [c.131]

О ВЕЛИЧИНЕ. ДАВЛЕНИЯ ПРИ СХЛОПЫВАНИИ ПУЗЫРЬКА [c.177]

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ НА УВЕЛИЧЕНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПРИ СХЛОПЫВАНИИ КАВИТАЦИОННЫХ ПУЗЫРЬКОВ [c.421]

При взрыве конденсированного заряда конечного размера в воздухе картина имеет более сложный вид. При выходе детонационной волны на поверхность заряда в окружающем воздухе образуется ударная волна, а продукты взрыва будут адиабатически расширяться. Давление в продуктах взрыва будет падать быстрее, чем в ударной волне, так как показатель изэнтропы продуктов взрыва значительно больше, чем Для воздуха. В случае одномерного взрыва после нескольких взаимодействий волн разрежения образуется вторичная ударная волна, распространяющаяся в обратном направлении. При сферическом взрыве (рис. 5.10) такой вторичный ударный разрыв, распространяющийся к центру взрыва,, образуется после возникновения основной волны на хвосте волны разрежения и появляется в момент времени, когда течение становится существенно неодномерным. Впервые возникновение вторичных волн было обнаружено в численных расчетах [46]. Интенсивность вторичной УВ непрерывно возрастает. Распространяясь по продуктам взрыва, вторичная волна выравнивает в них давление. После схлопывания в центре вторичная волна через некоторый промежуток времени догоняет основную ударную волну. В результате их взаимодействия образуются новая ударная волна и контактная поверхность. [c.118]

Рис. I. Форма импульса давления, излучаемого при схлопывании

В окрестности точки контакта при сварке взрывом, как и при схлопывании кумулятивных оболочек, развиваются столь высокие давления, что прочностные свойства металлов становятся несущественными, и в узкой зоне, примыкающей к юверхности контакта, можно пользоваться схемой несжимаемой жидкости. Отличие сварки от кумуляции состоит в том, что при сварке не наблюдаются кумулятивные струи, а вместо этого ма поверхностях контакта образуются волны более или менее правильной синусоидальной формы, иногда с вихревыми зонами (рис. 151). [c.403]

Так как на стенке каверны, где давление предполагается равным нулю, не совершается никакой работы, работа, совершаемая всей массой жидкости при схлопывании каверны от начального радиуса Ro до R, равна произведению давления на бесконечности рао и изменения объема каверны, т. е. [c.125]

Полезно сравнить схлопывание каверны, описанное в разд. 4.2, с рассчитанным по этой простой теории (фиг. 4.4). Результаты получаются весьма близкими, особенно если учесть, что при схлопывании действительной каверны давление в процессе [c.130]

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]

При рассмотрении фиг. 4.15 можно заметить, что плоская часть поверхности пузырька расположена со стороны максимального давления и остается параллельной поверхностям постоянного давления в поле течения. Эллис наблюдал также увеличение отклонения от сферической формы при уменьшении размеров каверны. Очевидно также, что увеличение градиентов давления приводит к усилению описанного явления. В экспериментах, проведенных при тех же условиях, за исключением условий невесомости, форма пузырька при схлопывании не искажалась. [c.168]

Максимальное давление, развивающееся при схлопывании каверны, долгое время считалось наиболее интересным параметром с точки зрения кавитационного разрушения. Одними из первых были выполнены расчеты Кука [36], на основании которых Рэлей [43] получил уравнение (4.18). Это уравнение основано на использовании простого соотношения для гидравлического удара, которое определяет приращение давления в результате превращения кинетической энергии в потенциальную энергию сжатой жидкости [c.177]

К скорости звука С. Для большинства жидкостей скорость звука имеет порядок нескольких сот метров в секунду. Следовательно, при дозвуковых скоростях схлопывания расчетные значения давления достигают 3-10 атм. Кроме того, этот метод не учитывает сжимаемости жидкости, содержимого каверны и других эффектов, наблюдаемых при схлопывании. Он не учитывает и рассеивания энергии в виде волн сжатия. Интенсивность этих волн представляет особый интерес при изучении возможных механизмов кавитационного разрушения, которые будут рассмотрены в гл. 8. [c.178]

Выбор алюминия марки 1100-0 был обусловлен рядом причин. Во-первых, все имеющиеся данные подтверждают, что гидродинамическое воздействие, вероятно, определяется большим числом локализованных ударов, сопровождающих схлопывание отдельных каверн (пузырьков). Алюминий 1100-0 достаточно мягкий материал, и кавитационные удары, приводящие обычно к выкрашиванию более твердых конструкционных материалов, вызывают остаточную деформацию его поверхности. Так как продолжительность воздействия высокого давления, развивающегося при схлопывании каверны, очень мала, то желательно иметь материал, который был бы как можно менее чувствительным к частоте воздействия деформирующей силы, и мягкий [c.385]

В некоторых случаях ударные волны, образующиеся при схлопывании пузырьков, возможно, не достигнут разрушающей силы. Пузырьки, находящиеся выше и правее линии торможения, сносятся вниз по течению от критической точки. Здесь среднее давление, по-видимому, также несколько ниже, чем на критической линии, но значительно выше, чем в обратной струе, так как последняя входит в зону пониженного давления, а давление в основном потоке не падает существенно ниже среднего статического давления. Этим также можно объяснить образование больших впадин ниже по потоку от конца каверны. [c.399]

Было рассчитано течение жидкости около каверны при адиабатическом сжатии газа в ней (у =1,4) от начального давления / о=10 3 и 10" атм при роо=1 атм. На фиг. 4.13 и 4.14 представлены результаты для случая Ро=Ю" атм в виде распределений числа Маха и/С и отношения давлений р1рос в жидкости. Эти распределения соответствуют последовательным моментам времени Ат, отсчитываемым от момента, когда каверна имела минимальный радиус Яшин [Аг=10 (т—t) x, где т — время, в течение которого происходит сжатие от Яо до Яшин, t — время, отсчитываемое от момента, когда радиус каверны имел начальное значение Как следует из фиг. 4.13, радиус пузырька становится минимальным (но конечным) и вновь увеличивается с ростом параметра времени от отрицательного значения через нулевое к положительному значению. Обращение течения сопровождается волной сжатия, которая движется от центра схлопывания, постепенно становясь все круче, и превращается в ударную волну. На фиг. 4.14, б показано, как образуется ударная волна и как она распространяется в жидкости. Аналогичные результаты получены для атм, однако в этом случае ударная волна образуется быстрее. С увеличением содержания газа в пузырьке давление при схлопывании убывает и гидравлический удар получается более слабым. В процессе схлопывания и повторного образования каверны максимум давления достигается на некотором расстоянии от ее стенки. После схлопывания это максимальное давление уменьшается приблизительно пропорционально Чг при движении от центра схлопывания. Экстраполяция от предельных расчетных значений дает приближенные значения максимумов давления [c.157]

Ранее было обнаружено, что минимальный радиус газового пузырька при схлопывании в сжимаемой жидкости больше, чем в несжимаемой. Для примеров, приведенных в табл. 4.3, это отношение составляет 5 1. Уменьшение массы газа в каверне путем понижения начального давления газа Ро ускоряет схлопывание и приводит к увеличению максимального значения скорости и давления при схлопывании. Изменение Ро от 10 до 10 атм в экспериментах Айвени приводит к увеличению максимальной скорости стенки для пузырьков с начальным радиусом Ро=1,27 мм и начальным давлением ро= атм в 2,6 раза. Одновременно максимальное давление газа в пузырьке увеличивается в 8,6 раза. Предполагается, что максимальные давления 6,77 10 и 5,82 10 атм приведут к возникновению в жидкости волн, ослабевающих приблизительно пропорционально г. На расстоянии г/Ро = 2 от центра схлопывания давления будут порядка 350 и 800 атм соответственно. [c.162]

Численные исследования процесса схлопывания сферической полости показали также оправданность допущения о пренебрежимом влиянии вязкости. Согласно [58] только для таких высоковязких жидкостей, как смазочные масла, влияние вязкости становится ощутимым на заключительных этапах схлопывания (при R/Rq < 1 10 ). Совершенно ничтожным оказывается влияние поверхностного натяжения, хотя при R О лапласовский скачок давлений стремится к бесконечности. Дело в том, что экстремум давления при схлопы- [c.245]

При схлопывании кавитационного пузыря возникают интенсивные импульсы давлений (ударные волны). По некоторым оценкам, проведенным при ряде упрощающих предположений, пики давлений могут достигать очень больших величин (до 10 кГ1см ) [Л. 82]. Сжатие кавитационного пузыря сопровождается повышением температуры и давления заключенного в нем вещества. Теоретические расчеты этих величин дают самые )азличные значения вплоть до 10 000 кГ см и 10 000° К Л. 82 и 83]. Измерения температуры внутри кавитационных пузырей при их сжатии, выполненные методом самовоспламенения заключенного в них вещества, дают более умеренные значения от 500 до 900° К Л. 81 и 82]. [c.54]

Можно привести примеры негативного проявления скачка давления, который возникает в элементах оборудования тепловых и ЯЭУ. Как уже отмечалось в гл. 4, реализация сверхзвукового скачка давления может быть первопричиной ухудшения теплообмена в парогенераторах и активных зонах реакторов. Кроме того, кавитационное схлопывание паровых и газовых пузырей само по себе может быть причиной разрушения оборудования станций. В практике эксплуатации конденсатно-питательных и дренажных систем тепловых и атомных электростанций нередко приходится сталкиваться со значительными вибрациями трубопроводов, амплитуды которых достигают значений 130 — 150 мм в районе установки шайб, ограничивающих расход в дренажных трубопроводах, по которым поток жидкости из конденсатосборников направляют в деаэратор. Причиной пульсавд1и является периодическое возникновение сверхзвукового скачка давления в трубопроводе сразу за шайбой, ограничивающей расход. При пробковом режиме течения за шайбой вследствие снижения давления ниже давления насыщения происходит резкое вскипание теплоносителя. Скорость потока резко возрастает, одновременно скорость звука резко падает, в трубопроводе возникает скачок давления. При проходе парового снаряда скачок разрушается. [c.110]

Возникшие в звуковом поле кавитац. полости интенсивно пульсируют, расширяясь в фазе разрежения и схлопываясь в фазе повыш. давления. Степень сжатия пузырька при схлопывании, характеризуемая отношением макс. радиуса пузырька к минимальному Лмии том больше, чем болыпе давление в жидкости / = Ро+Ра и меньше газосодержание в пузырьке, характеризуемое давлением газа Q, при [c.228]

Макс. скорость схлопывания развивается в фазе, близкой к фазе мин. значения радиуса пузырька, и может стать весьма большой (сравнимой со скоростью звука в жидкости). Вследствие потери устойчивости формы пузырька его схлопывание может происходить несимметричным образом, вызывая образование кумулятивной струи жидкости, радиус к рой близок к мин. радиусу пузырька, а скорость — к скорости его схлопывания. При схлопывании пузырька в жидкость излучаются кратковременные (длительностью 10- с) импульсы давления до 100 МПа и более. Форма им пульса схематически изображена на рис. 1. Пиковое знатение давления на расстоянии г от пузырька, вы- [c.228]

Рост пузырьков при К. оказывает механич. (гидроди-намич.) воздействие на систему в целом. В частности, в замкнутом объёме перегретой жидкости по мере увеличения паросодержания растёт давление. В стеснённых дозвуковых стационарных потоках вскипающей жидкости (напр., в трубах) рост паросодержания вниз по течению сопровождается снижением давления, поэтому при истечении кипящей перегретой жидкости из щелей и соиел наблюдается эффект запирания — снижение расхода жидкости. Пузырьки пара при росте и схлопывании излучают акустич. энергию (шум К.). Быстрый рост давления при взрывном К. может привести к разрушению конструкций (паровой взрыв). Пузырьки, всплывающие в гравитац. поле, вызывают дополнит, конвективные потоки, что способствует перемешиванию жидкости, а поверхностное К. эффективно возбуждает турбулентное движение пристеночного слоя жидкости. [c.365]

В результате теплового контакта плазмы разряда с жидкостью происходит ее разогрев и испарение с образованием газового пузыря. Давление газа в пузыре достигает (10—100)-10 Па, по окончании импульса разряда оно резко падает до значений ниже атмосферного. Резкое падение давления над расплавленным перегретым металлом ведет к выбросу его из лунки в виде капель жидкой фазы при температурах ниже температуры кипения металла. Жидкие микропорции металла в виде капель выбрасываются во внутреннюю полость схлопывающегося пузыря на его стенки. В результате соприкосновения с рабочей жидкостью продукты эрозии застывают в виде гранул шарообразной формы. При схлопывании пузыря продукты эрозии выталкиваются из межэлектродного зазора ударными волнами вместе с окружающей их жидкостью. Этот процесс происходит во время пауз между электрическими импульсами. В этот момент межэлектродггый зазор должен полностью очиститься от продуктов эрозии электродов, а рабочая жидкость — полностью восстановить электрическую прочность, обеспечивающую постоянство напряжения пробоя и зазора при обработке. [c.598]

На фиг. 3.9 и 3.10 представлены зависимости — рх, от R (уравнение (3.9)) и (р<х> —Ри)кр от R (уравнение (3.11)) для фиксированной массы газа при температуре 20°С, заимствованные из работы Дэйли и Джонсона [12]. Из фиг. 3.9 следует, что во всех случаях существует два равновесных значения радиуса (нижнее соответствует устойчивому равновесию, а верхнее неустойчивому равновесию) или одно критическое значение радиуса R, которое соответствует устойчивому равновесию при схлопывании и неустойчивому равновесию при росте пузырька . Ядра любого начального размера будут расти в поле пониженного давления с умеренной скоростью, пока не достигнут радиуса R = R. Любой пузырек радиусом более R стремится расти неограниченно и с большой скоростью, зависящей от инерции окружающей жидкости. Этот рост будет происходить главным образом за счет испарения жидкости со стенок каверны. Поэтому ряд авторов называют описанное явление паровой кавитацией . Влияние небольшого количества воздуха, содержащегося в пузырьке, становится незначительным, как только его радиус превысит в несколько раз R. Более того, чтобы могло произойти взрывоподобное расширение, которое мы называем кавитацией, давление [c.103]

Нестационарные каверны вблизи таких тел в фазе роста в первом цикле имеют почти сферическую форму. Некоторое искажение формы нрисхо-дит при первом схлопывании В следующих циклах каверна в процессе роста стремится вновь приобрести сферическую форму, которая при схлопывании искажается. На фиг. 4.1 это искажение состоит в сплющивании каверны в направлении ее движения и градиента давления, действующего в направлении потока. [c.122]

Особо важный вклад в понимание кавитации внес лорд Рэлей, опубликовавший в 1917 г. статью О давлении, развивающемся в жидкости при схлопывании сферической каверны [43]. Рэлей использовал предложенную Безантом в 1859 г. постановку задачи о пустой полости в однородной жидкости при постоянном давлении на бесконечности [2] Бесконечно большая масса однородной несжимаемой жидкости, на которую не действуют силы, находится в состоянии покоя. Жидкость внутри некоторой сферической поверхности мгновенно исчезает. Требуется найти мгновенное изменение давления в любой точке жидкости и время заполнения полости, полагая, что давление на бесконечности остается постоянным . Рэлей решил эту задачу с помощью уравнения энергии способом, отличным от более раннего решения Безанта, который использовал уравнения неразрывности и количества движения непосредственно. Однако Безант не развил свое решение и не применил его для исследования кавитации, как это сделал Рэлей. Сначала Рэлей вывел выражение для скорости и на произвольном радиальном расстоянии от центра каверны г, где г>7 (Я — радиус каверны). Через 11 обозначалась скорость поверхности каверны в момент времени t. В случае сферической симметрии радиальное течение безвихревое, его потенциал и скорость определяются выражениями [c.124]

Плессет [37] использовал уравнения (4.19) и (4.21) для изучения паровой каверны при постоянных значениях параметров рп, аир, когда р определяется полем гидродинамического давления. Он применил свой метод для расчета кавитационных пузырьков, наблюдавшихся на оживальной головной части снаряда, описанного в разд. 4.2 и показанного на фиг. 4.1. Предполагая, что при малой плотности пузырьков в качестве Роо можно использовать давление при отсутствии кавитации, численным интегрированием получим результаты, подобные представленным на фиг. 4.5 и 4.6. Результаты расчета сравниваются с экспериментальными данными по развитию пузырька в начале и в конце периода роста. Расчетное время схлопывания несколько меньше, чем измеренное. Плессет объяснял несоответствие в начале периода роста пузырька близостью стенки. Заметим, однако, что расчетное значение конечного времени схлопывания согласуется с решением Рэлея. Совпадение по порядку величины свидетельствует, что изменение температуры на стенке пузырька под действием тепла, выделяющегося при конденсации пара в процессе схлопывания, не превышает 1 °С. Следовательно, предположение о постоянстве значения рп, вероятно, оправданно, за исключением самого конца фазы схлопывания. В течение этого периода пар ведет себя подобно газу, давление возрастает, а скорость схлопывания снижается. Заметим также, что в предположении постоянного давления в каверне получается бесконечно большая скорость схлопывания, в то время как с учетом увеличения давления в каверне получается конечное значение скорости. [c.132]

При прочих равных условиях силы поверхностного натяжения увеличивают скорость схлопывания каверн. Поэтому можно было бы ожидать усиления разрушающего действия кавитации. Однако на самом деле этого не происходит, так как при образовании каверны силы поверхностного натяжения стремятся уменьшить ее максимальный размер. В этом смысле описанный эффект является консервативным, так как при схлопывании каверны жидкости возвращается то же количество энергии, которое было накоплено в каверне при ее образовании. Согласно численным расчетам [19], которые будут описаны ниже, влияние поверхностного натяжения на поле давления около схлопывающегося пузырька в общем случае пренебрежимо мало. [c.136]

Гилмор выполнил подробные расчеты только для частного случая схлопывания пузырька при постоянном внутреннем давлении Рг и постоянном давлении на бесконечности без учета вязкости и поверхностного натяжения. Пузырек находился в равновесном состоянии в жидкости с постоянным давлением, и схлопывание начиналось после внезапного уменьшения Рг до нового постоянного значения. Из уравнений (4.49), (4.45а) и (4.46а) следует, что для этого случая Р, С к Н постоянны и, следовательно, Я/с / = 0. Тогда после разделения переменных в уравнении (4.43) его можно проинтегрировать и получить [c.149]

В работе Айвени [19] учитывается влияние вязкости и поверхностного натяжения, а также сжимаемости при схлопывании пустых каверн и каверн, заполненных газом. Подобно Хик-лингу и Плессету [16], он следовал теории Гилмора [9], основанной на гипотезе Кирквуда—Бете [23]. Однако для расчетов он применял другой численный метод. Для расчета движения стенки пузырька он использовал уравнения (4.43) — (4.46), а для расчета полей скорости и давления в жидкости — уравнения (4.54а) — (4.56). Вязкость и поверхностное натяжение учитывались в граничном условии для давления с помощью уравнения (4.49). Сжатие предполагалось адиабатическим. Айвени сравнивал полученные им результаты с соответствующими результатами для несжимаемой жидкости. Некоторые из его результатов приведены в табл. 4.3. [c.160]

Согласно результатам Айвени, вязкость и поверхностное натяжение не влияют на общий характер поведения каверны при схлопывании. Его результаты выявляют кажущуюся аномалию, заключающуюся в том, что увеличение вязкости приводит к увеличению скорости перемещения стенки пузырька, когда его радиус становится малым. Это противоречит результатам решения для несжимаемой жидкости, в соответствии с которым увеличение вязкости приводит к уменьшению скорости стенки пузырька. Такое противоречие считается следствием пренебрежения величиной —(4 ii//З 2) (с1Н1йР) в граничном условии по давлению. В уравнении (4.49) этот член опущен, так как он [c.160]

Большое значение могут. иметь и термодинамические свойства содержимого каверны. Теплопроводность газа при схлопывании каверны влияет на повышение давления и температуры и усиление сонолюминесцендии (разд. 4.12). Она вызывает также демпфирование колебаний пузырька. В случае сжимаемой вязкой теплопроводной жидкости теплопроводность газа будет влиять на рассеивание акустических волн, вызывая поглощение их энергии. Этот вопрос был рассмотрен в работе [17]. В работе [40] было показано, что изменение поведения газа в колеблющемся пузырьке от изотермических до адиабатических условий зависит от удельных теплоемкостей и коэффициентов температуропроводности жидкости и газа. [c.163]

Время, необходимое для образования и схлопывания перемещающейся каверны в том случае, когда главную роль играет инерция, обычно составляет несколько тысячных долей секунды. Этого времени недостаточно для заметной диффузии растворенного воздуха через жидкость к поверхности раздела [6а]. Поэтому в такую каверну может попасть лишь немного больше воздуха, чем содержится в слое воды, которая, испаряясь, заполняет каверну. Даже если предположить, что в процессе образования каверны в нее диффундирует в несколько раз больше воздуха из окружающей жидкости, то и тогда он окажет слабое влияние на динамику пузырька, за исключением самых начальных стадий роста и самых конечных стадий схлопывания. В процессе схлопывания этот воздух вновь растворится в жидкости, но не полностью благодаря выравнивающему действию диффузии, о котором говорилось в разд. 3.8. Поэтому имеется избыток газа, идущий на образование новых ядер из каждой схлопывающейся каверны, хотя они, по-видимому, весьма малы, так как при схлопывании развиваются очень высокие давления. [c.164]

Казалось бы, из этого можно заключить, что схлопывающаяся каверна должна быть устойчивой, а растущая — неустойчивой. На основании экспериментов с одиночными пузырьками, возникающими при обтекании погруженных тел или при изменении гидростатического давления, Эллис [5] пришел к выводу, что при схлопывании пузырек гораздо менее устойчив, чем при росте. [c.172]

Результаты, приведенные в разд. 4.6.1 для газовых пузырьков в сжимаемых жидкостях, сведены в табл. 4.4. Заметим, что при схлопывании больших каверн, которые рассматривал Триллинг, развиваются максимальные давления до 2200 атм. Согласно расчетам Хиклинга и Плессета, а также Айвени, уменьшение начального размера пузырька вызывает увеличение максимального давления главным образом вследствие изменения содержания газа в каверне. Результаты Хиклинга и Плессета для сжимаемой жидкости без учета вязкости и поверхностного натяжения показали, что уменьшение максимального давления пропорционально /г, так что на расстоянии г/ о = 2 от центра схлопывания максимальное давление уменьшалось более чем на порядок и составляло от 200 до 1000 атм. Если предположить, что в случаях, рассмотренных Айвени с учетом вязкости и поверхностного натяжения, уменьшение максимального давления также пропорционально 7 , то получим значения давле-ни"я от 350 до 800 атм. [c.178]

Это, по-видимому, согласуется с развитием более высоких давлений и температур при схлопывании. Хиклинг [15] исследовал связь между интенсивностью свечения и температурой внутри схлопывающихся пузырьков с учетом теплопроводности. Он заметил, что большая интенсивность свечения связана с малой теплопроводностью газа (табл. 4.6). Численно решая уравнения для газа внутри схлопывающейся каверны, Хиклинг показал, что в случае достаточно малых пузырьков отвод тепла от пузырьков к жидкости может существенно понизить температуру в момент схлопывания. При большом начальном значении / о получается такое же решение, что и для однородного адиабатического газа. При этом условии одноатомный газ всегда имеет более высокую температуру, чем двухатомный. С уменьшением теплопроводность играет все более важную роль до тех пор, пока приращение температуры одноатомного газа с более высокой теплопроводностью не станет меньше, чем для двухатомного газа с меньшей теплопроводностью. Это показано в табл. 4.7, где сравниваются расчетные значения для [c.182]

Зависимость сонолюминесценции от давлений, развивающихся при схлопывании, и влияние электрохимических и термических эффектов на кавитационное разрушение рассматриваются в разд. 8.14 и 8.15. [c.183]

При внезапном ускорении тела в жидкости за ним образуется след с очень интенсивным разгонным вихрем, в центре которого также образуется каверна. Хупер [38] фотографировал развитие кавитации за ускоряющимися круглыми дисками. На фиг. 5.22 и 5.23 представлены два случая воздействия одного и того же импульса при разных значениях абсолютного давления в воде. На фиг. 5.22, б кавитация начинается в разгонном вихре и имеет вид тороидального кольца в следе за диском (который движется вниз). Кавитация развивалась также на поверхности диска, где давление понижено. Схлопывание таких больших кавитационных зон сопровождается интенсивным шумом. Этот принцип был использован в источнике звука Эдгертона [18]. При низком статическом давлении кавитация возникает, по-видимому, на краю диска в зоне действия напряжений сдвига, где происходит отрыв потока (фиг. 5.23, б). Она быстро [c.217]

Отсутствие убедительных экспериментальных данных привело к появлению многочисленных гипотез как об основной причине разрушения, так и о расположении области разрушения относительно зон образования и схлопывания каверн. Одно время, считалось, что давление, развивающееся при схлопывании каверн, недостаточно велико, чтобы вызывать механическое разрушение материалов. В связи с этим делались попытки объяснить разрушение при образовании каверн действием сил поверхностного натяжения или сил сцепления в предположении, что каверны непосредственно соприкасаются с поверхностью. Однако никому не удалось предложить правдоподобный механизм возникновения достаточно больших сил, способных вызвать механическое разрушение поверхностей. Экспериментаторы, изучавшие кавитационное разрушение в потоках жидкостей, пришли к выводу, что разрушение происходит в нижнем по потоку конце кавитационной зоны. Кроме того, эксперименты, в которых каверна образовывалась с помощью искрового разряда в неподвижной жидкости на поверхности фотоуп-ругого твердого материала [38], со всей очевидностью показали, что развитие высоких напряжений на поверхности твердого тела совпадает по времени со схлопыванием каверны, а не с начальной стадией ее развития. [c.382]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...