Исчезновение кавитации

По причинам, которые будут рассмотрены более подробно в следующей главе, критические условия, соответствующие границе, или порогу, между бескавитационным состоянием и различимой кавитацией, не всегда одинаковы при переходе к кавитации пли наоборот — при переходе к бескавитационному состоянию. Для процесса перехода к бескавитационному состоянию предложен термин исчезновение кавитации [3], а для обозначения типа Т1 стадии кавитации при условиях, близких к критическим, сохранился термин возникновение кавитации в широком [c.17]

Следует отметить, что в каждом эксперименте давление, при котором кавитация исчезает, как правило, оказывается большим по величине и более стабильным, чем давление, при котором она возникает. Поэтому некоторые экспериментаторы на практике определяют границу между кавитационным и сплошным течениями по давлению, при котором кавитация исчезает. Холл [31] ввел в связи с этим термин исчезновение кавитации в противоположность термину возникновение кавитации. [c.106]

Данные, приведенные в работах [32, 40], в действительности были получены путем наблюдения за исчезновением кавитации при определении границы между кавитационным и бескавитационным течениями. [c.282]

Все соотношения, описанные в этом разделе, были получены путем наблюдений исчезновения кавитации. [c.290]

В менее благоприятных условиях, чем описанные выше, например при меньшем содержании ядер кавитации, меньшей скорости или меньшем градиенте давления, точное определение возникновения кавитации визуальным способом может оказаться затруднительным вследствие явления, которое можно назвать гистерезисом. В этих условиях кавитационная зона возникает не как тонкая четкая линия, близкая к линии минимального давления на стенке. Вместо этого при самом первом появлении каверн наблюдается некоторая беспорядочность и создается впечатление, что зона возникновения кавитации имеет конечную ширину и заметную толщину. Однако даже в этих условиях кавитационную зону часто можно сузить до диаметра человеческого волоса, осторожно повысив давление в системе на небольшую величину. Исчезновение различимой кавитации при таком повышении давления определяет условия, соответствующие исчезновению кавитации, упоминавшейся в гл. 1. Влияние возник- [c.318]

Во всех приведенных выше расчетах возможность возникновения и исчезновения кавитации учитывалась на каждом шаге решения, т. е. при вычислениях, основываясь на данных экспериментов [95], [c.75]

Явление кавитации в лопастных машинах заключается в следующем выделяющиеся из жидкости пузырьки пара увлекаются движущимся потоком и, попадая в область повышенного давления, исчезают в результате конденсации. Вследствие исчезновения пузырьков при мгновенной конденсации пара происходит местное повышение давления до 1000 и более атмосфер. [c.262]

Кавитационная эрозия. Процесс кавитации можно себе представить как возникновение полостей, каверн, вакуумно-газовых пузырьков в жидкости и последующее сокращение их и исчезновение. При замыкании этих полостей у поверхности металла, [c.86]

КАВИТАЦИЯ — образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью, исчезновение которых сопровождается кратковременным возрастанием давления, разрушающего твердые тела КОЛЕБАНИЯ [характеризуют движения или процессы, обладающие той или иной степенью повторяемости во времени автономные описываются уравнениями, в которые явно не входит время случайные имеют место при тепловом движении связанных частиц твердых тел в колебаниях их относительно узлов кристаллической решетки внутримолекулярные возникают при смещении положений атомов в молекуле от их равновесных положений время когерентности двух рассматриваемых гармонических колебаний с различными циклическими частотами приближенно] [c.241]

Гистерезис (различие давлений при появлении и исчезновении кавитационных каверн), который часто наблюдается при исследованиях начальных стадий кавитации, оказывается пренебрежимо малым при стабилизации количества свободного газа. [c.118]

Одной из причин необратимого разрушения полимеров при сдвиге, которое происходит в гидравлических системах,является, по-видимому, кавитация — чрезвычайно быстрое образование и исчезновение пустот внутри жидкости. Причинами кавитации могут быть поглощение звукового излучения или звуковой энергии, турбулентное течение или резкие перепады давления. Разрушение пустот приводит к возникновению высоких давлений и сдвигающих усилий, которые могут механически разрушать молекулы полимеров. Перемалывание полимеров между движущимися деталями также вызывает необратимую потерю вязкости. [c.102]

На практике высота всасывания принимается всегда ниже максимально возможной не только для компенсации вероятных отклонений условий работы вблизи опасного предела, но и из-за возможности возникновения явления кавитации. Дело в том, что поле скоростей и давлений на входе в рабочее колесо насоса является неравномерным, и в отдельных точках потока создаются условия для вскипания жидкости. Появляющиеся пузыри пара затем превращаются опять в жидкость при их перемещении в зоны, где местное давление выше давления насыщения. Появление и исчезновение пузырьков сопровождается местными ударами, интенсивность которых может достигать 30 МПа, а частота — десятка тысяч герц. Такие местные удары приводят к быстрому износу (эрозии) рабочих колес и необходимости их ремонта или замены. [c.200]

Кавитация часто наблюдается в таких гидравлических системах, как турбины, насосы и трубопроводы, когда в результате изменения давления в протекающей жидкости образуются пузырьки пара, которые исчезают на поверхности металла или вблизи нее. При исчезновении пузырьков могут возникать ударные волны высокого давления, локально пластически деформирующие металл или разрушающие защитную пленку из продуктов коррозии, в результате чего происходит локальное ускорение процесса коррозии. Образующиеся таким образом незначительные вмятины становятся зародышами для следующих пузырьков газа, которые, исчезая в тех [c.599]

Кавитационная эрозия наблюдается при эксплуатации гидротурбин, гребных винтов, насосов, клапанов, запорных устройств в трубопроводах. Она обусловлена нестационарностью потока жидкости, обтекающей твердое тело. Кавитация — это процесс образования и исчезновения пузырьков в жидкости. Исчезновение пузырьков сопровождается гидравлическим ударом, который и является причиной кавитационной эрозии. Возникновение пузырьков происходит в области низкого давления, а исчезновение — в области высокого давления. Таким образом, область кавитационного разрушения часто бывает значительно удалена от зоны возникновения пузырьков. [c.140]

В некоторых первых опытах, когда очистка стеклянных поверхностей сводилась только к вымачиванию в смеси концентрированной серной кислоты с бихроматом калия и когда трубку не защищали от попадания пыли, кавитация возникала при достижении 5-миллиметровым стержнем высокой скорости. В одном случае, показанном на фиг. 5, две небольшие полости у конца стержня появились на кадре 9 при скорости 18 ж/се/с. Они расширялись до кадра 12, после чего исчезли, но появились вновь на кадрах 14, 15 и 16. Подобное периодическое образование и исчезновение полостей часто наблюдается во время кавитации и особенно хорошо заметно в соплах Вентури. Звук, сопровождающий кавитацию [c.55]

МОЩЬЮ ЭТИХ стержней предполагалось создать гораздо большие напряжения при одинаковой скорости их перемещения как вследствие увеличения площади поперечного сечения, так и благодаря усилению всасывающего действия в стеклянной трубке. В трех опытах стеклянные стержни диаметром 10 мм, концы которых полировали пастой и подвергали полной очистке упоминавшимся способом, перемещались в центрифугированной воде с максимальной скоростью около 24 м/сек ). Во всех трех случаях наблюдалась кавитация в некоторых местах трубки. В одном опыте кавитация возникла у конца стержня, когда скорость составляла 16 м/сек. В другом опыте отдельные пузыри образовывались под стержнем и на некотором расстоянии от него, как это видно на фиг. 9, а,при скорости 21 м/сек им сопутствовали и новые пузыри. Первый изолированный пузырь расширился до больших размеров и затем лопнул столь мгновенно, что трубка разбилась от гидравлического удара. Таким образом, кавитация возникала у конца стержня, несмотря на наличие в трубке большого кавитационного пузыря. В третьем опыте кавитации у конца стержня не возникало, но после того, как стержень достиг своей максимальной скорости около 24 м/сек и вышел из поля зрения камеры, возникли пузыри и образовали большую полость, исчезновение которой опять разрушило стеклянную трубку. [c.62]

Кавитации за стержнем не возникает до кадра 15 (23,2 м/сек), но на кадре 1 (скорость меньше 3 м/сек) под стержнем появляется пузырь, разрастающийся в большую полость. Пузыри за стержнем появляются и на кадре 13 (скорость 21 м/сек) и превращаются затем в кавитационный туман. Исчезновение больших полостей разрушает стеклянную трубку. Расстояние между двумя горизонтальными линиями равно 10 см. [c.63]

Многие известные гипотезы и исследования процессов разрушения относятся только к металлам. Для большинства неметаллических материалов электрические и химические явления не играют роли (во всяком случае, если исследуемой жидкостью является вода). Поэтому в этих случаях кавитация должна оказывать главным образом механическое воздействие. Тем не менее химическое воздействие может быть существенным для материалов, содержащих цемент, например для бетона. Такие материалы имеют определенное сходство с металлами, состоящее в том, что прочность связующего материала уступает прочности агломерата. Бетон, будучи хрупким материалом, имеет относительно большой для неметаллических материалов модуль упругости. Вполне вероятно, что каждый достаточно сильный разрушающий удар вызывает отделение части одной из его составляющих, скорее всего цемента. Частицы песка и щебня отваливаются по мере исчезновения связывающей их прослойки. [c.438]

Например, существуют два способа определения границы между бескавитационным и кавитационным течениями на поверхности при постоянной скорости потока 1) начинать эксперимент при высоком давлении и затем непрерывно его уменьшать до первого появления кавитации (возникающая кавитация) и 2) начинать эксперимент при низком давлении и значительных размерах каверны и затем непрерывно повышать до полного исчезновения (исчезающая кавитация) [c.576]

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]

С самого начала лабораторных исследований кавитации возникли затруднения вследствие разброса значений параметра К% при определении его путем понижения давления при постоянной скорости 1) значения /Сг, измеренные в разных экспериментах на одном и том же теле, обычно не совпадали, 2) после понижения давления в системе до интервала значений, соответствующих наступлению кавитащш, отмечались задержки начала кавитации. Другой метод заключается в определении условий исчезновения кавитации при увеличении давления. Этот метод приобрел популярность в начале 50-х годов, поскольку он обеспечивал более высокую повторяемость результатов, хотя задержки по времени наблюдались по-прежнему. Граница между кавитационным и бескавитационным течениями, определенная с помощью этого метода, была названа Холлом [32] границей исчезновения кавитации. Соответствующее число кавитации иногда обозначается Кй в отличие от числа возникновения кавитации /Сг. [c.264]

По-видимоыу, гистерезис, задержка по времени и наблюдаемые расхождения вследствие моделирования формы и параметров потока связаны с содержанием газа в исследуемой жидкости, а также концентрацией и характеристиками газовых ядер, присутствующих в жидкости и на поверхности твердого тела. Рассмотрим вначале явление гистерезиса. Характер впервые обнаруживаемой кавитации зависит от используемого экспериментального метода. При исчезновении кавитации наблюдаются скопления пузырьков, периодически разрушающихся подобно паровым кавернам с частотой в несколько циклов в секунду. (Эта начальная стадия называлась периодической [39] до появления термина исчезновение кавитации.) И наоборот, при проведении эксиериментов с уменьшением параметра К, начиная от бескавитационных условий, было обнаружено, что первым признаком кавитации при некотором значении /С, обычно является узкая и, по-видимому, устойчивая непрерывная линия или полоса. (Эта начальная стадия кавитации называлась стацио- [c.264]

Проблемы не существовало бы, если бы гистерезис был связан только с методом проведения эксперимента. Но разброс экспериментальных значений Ки о котором сообщалось в работе [34], свидетельствует о наличии некоторых дополнительных факторов. Имеется убедительное доказательство, что этот разброс и явление гистерезиса неносредственпо связаны с нерас-творенным газом в гидродинамической системе и, следовательно, с условиями существования ядер кавитации, либо переносимых с циркулирующей жидкостью (циркулирующие ядра), либо присоединенных к неподвижным поверхностям (поверхностные ядра). Рипкен и Киллен [55] обнаружили, что концентрация нерастворенного газа в гидродинамической трубе замкнутого типа достигала установившегося значения по истечении некоторого времени после каждого изменения давления. Более того, они не обнаружили гистерезиса при исследовании исчезновения и возникновения кавитации в условиях, когда количество и характеристики нерастворенного газа поддерживались постоянными. Их критерий наступления кавитации (определяемый путем понижения давления) ближе всего соответствовал периодическим явлениям, происходящим с частотой в несколько циклов в секунду, что типично для исчезновения кавитации. [c.265]

Когда отдельные элементы шероховатости образуют скопления, ТО вследствие их взаимодействия с потоком значение параметра /Сгд, полученное для одиночного элемента шероховатости, изменяется. В случае распределенной шероховатости параметр Kig зависит от интенсивности турбулентности в пограничном слое и, следовательно, должен быть связан с касательным напряжением на стенке. Колгэйт [13] проанализировал это соотношение при исследовании лабораторного метода оценки возможности возникновения кавитации на бетонных шероховатых поверхностях. Недавно Арндт и Иппен [2, 3] провели подробное исследование кавитации на плоских поверхностях с равномерно расположенными поперечными треугольными бороздками [2, 3]. Они наблюдали развитие кавитации в диапазоне физических размеров шероховатости (глубины бороздок) = 0,317 — 2,54 мм и относительной шероховатости х/й = 2000 — 200 (х — расстояние вдоль эквивалентной плоской пластины). Профили пограничного слоя удовлетворяют закону стенки для шероховатых поверхностей. Обнаружено, что параметр /Сг . определенный из наблюдений за исчезновением кавитации и подобный использованному Холлом, зависит почти исключительно от относительной шероховатости в соответствии с линейным соотношением [c.297]

Рейнольдса и отчасти гистерезисом между возникновением кавитации, определяемым путем понижения давления до момента, когда кавитация становится впервые видимой, и исчезновением кавитации, определяемым путем повышения давления до момента, когда кавитация исчезает. В общем оценки, сделанные на основании данных, полученных в аэродинамических трубах, имеют меньший разброс, что, по-видимому, обусловлено более высокими числами Рейнольдса, при которых были получены распределения давления при испытаниях в потоке воздуха. Более ярко выраженное различие для нижней стороны гидропрофиля, обычно являющейся стороной высокого давления, вероятно, обусловлено погрешностями изготовления модели, которые оказывают более сильное влияние из-за небольшого радиуса и большой кривизны передней кромки с нижней стороны. Тем не менее эти эксперименты свидетельствуют, что данные по распределению давления, полученные в аэродинамической или гидродинамической трубах, могут быть с уверенностью использованы для определения Кй Фактически все эти измерения, по-видимому, имеют более высокую точность, чем требуется для большинства приложений. Это связано с тем, что, если гидрокрыло или направляющая лопатка изготовлены недостаточно тщательно, то отклонения от истинной формы, обусловленные несовершенством изготовления, вызовут большие изменения кавитационной характеристики, чем различия в рабочей среде или методах измерения. [c.347]

Для принятия правильного решения, как это сделать, пришлось запросить из Москвы всю документацию по винту. Решили начать с шага винта. Изменение шага винта привело к увеличению КПД до 70%, исчезновению кавитации и повышению плотности почти до 40%. Дальнейшее увеличение шаге подняло КПД до 75%. При 2400 об./мин. была получена скорость 56узлов. Результат можно считать чрезвычайно хорошим, так как больше, чем на 50узлов мы не рассчитывали . [c.73]

Если содержащая такие паровоздушные пузырьки вода при своем движении поступит в область с повышенным давлением, где оно будет выше давления насыщенных паров, то начнется захлопывание пузырьков. Вследствие их исчезновения при мгновенной конденсации пара происходит местное повышение давления до 1000 и более атмосфер. Это явление называется кавитацией. Механическое действие повышенного давления (местные удары при мгновенном заполнении жидкостью объемов, освободившихся в ре зультате конденсации паровоздушных пузырьков) приводит к разрушению материала конструкций в той области, где происходит явление кавитации, сопровождаемое характерным шумом и треском. Такое разрушение материала называется кавитационной эрозией. Кавитация обычно наблюдается в гидравлических турбинах, центробел<ных насосах, напорных трубах и т. д. [c.15]

Кавитация возникает в определенных условиях в среде потока жидкости.. Она часто появляется на судовых болтах, винтах мешалок, лопатках водяных-турбин и т. д. Причиной кавитации является образование и исчезновение пузырьков, иногда микроскопических, газовых паров в потоке жидкости. При падении давления ниже уровня давления паров жидкости образуются пузырьки, десорб- [c.26]

Ультразвуковые колебания, помимо размерной обработки, применяют для интенсификации и повышения качества ряда технологических процессов. Применение ультразвуковых колебаний для очистки и обезжиривания деталей основано на использовании явлений кавитации, которой сопровождается наложение ультразвукового поля на жидкую среду. Кавитация — это зарождение и быстрое исчезновение полостей и пузырьков, вызывающее быстрые перепады давлений на микроучастках очищаемой детали, интенсивное перемешивание жидкости, отрыв загрязнений от поверхности деталей и их разрушение. Ультразвуковой очистке можно подвергать детали различных размеров и формы. Скорость очистки повышается с увеличением мощности до 1 Вт/см , при которой наступает явление кавитации. С учетом потерь и к. п. д. преобразователя расчетную удельную мощность принимают равной 5—10 Вт/см . Очистка деталей от нежировых загрязнений более быстро идет в воде, чем в органических растворителях. Помогает также продувка ванны воздухом. Очистка ускоряется, если детали предварительно подогревают нагрев делает жировые загрязнения более вязкими, легко удаляемыми. [c.170]

Опасение о том, что при больших напорах возникающие кавитационные явления могут разрушающе действовать на питательную трубу, тоже лишено основания. Действительно, в питательной трубе тарана, в каждом цикле его работы, когда по окончании последней фазы нагнетания отрицательная волна возвращается от нагнетательного клапана, образуется вакуум, независимо от питательного напора благодаря этому вакууму и открывается ударный клапан. В это время в трубе явно слышно кавитационное шипение. Опыт показывает, однако, что питательная труба не страдает от кавитационных явлений. Кавитационные явления могут иметь раз рушающее действие при больших частотах возникновения и исчезновения пузырьков в таране же эта частота соответствует циклам его работы и оказывается для него безвредной. Следовательно, кавитация не может служить помехой к использованию таранов с большим питательным напором. [c.96]

Отвечая М. Хом-ма, Л. Эсканд заметил, что в реальных условиях явление кавитации будет длиться достаточно заметное время например, при трубопроводе длиной 1 000 м для рассмотренных в докладе случаев продолжительность кавитации будет 4—8 сек. Как показала проведенная киносъемка (1 700 кадров в секунду), наблюдалось появление и исчезновение кавитационной каверны и в трубе длиной всего в несколько метров, т. е. когда каверна существует очень непродолжительное время. В промышленных установках указанное явление кавитации наблюдалось в трубопроводах насосных станций. В турбинных водоводах ГЭС это явление может появиться лишь в исключительных случаях, так как нормальное регулирование турбин ограничивает величину гидравлического удара. [c.131]

Д. В. Дейли просил докладчиков дополнительно остановиться на вопросе о влиянии методики исследования на фиксацию начала кавитации (визуальный и ультразвуковой методы, появление и исчезновение кави-9 131 [c.131]

Кавитационная эрозия наблюдается при эксплуатации гидротурбин, гребных винтов, насосов, клапанов, запорных устройств в трубопроводах и другого гидравлического оборудования. Она обусловлена нестационарностью потока жидкости, обтекающей твердое тело, и вследствие этого — кавитацией, т. е. образованием и исчезновением (схлопыванием) пузырьков в жидкости. Охлопывание пузырьков сопровождается местным гидрав-78 [c.78]

Уолкером, а также некоторыми другими было высказано предположение о том, что первый и второй эффекты, возможно, обусловливаются образованием пустот вблизи стенок контейнера или вблизи каких-либо других поверхностей (кавитация). При исчезновении такой пустоты в окрутйающей жидкости могут возникать очень большие давления. Влияние увеличения давления в жидкостях, которые сжимаются при затвердевании, эквивалентно увеличению переохлаждения этот эффект описывается уравнением Клапейрона — Клаузиуса [c.161]

Кавитация связана с появлением и исчезновением каверн в жидкости. Обратите внимание на термин каверна . Он обозначает пустую замкнутую полость. Если каверны действительно пустые, то, естественно, их содержимое не может играть активной роли в физическохм явлении. Поэтому все наблюдаемые проявления кавитации следует считать присущими только жидкости. Однако при подробном рассмотрении процесса кавитации представление о кавернах как о пустых объемах оказывается не совсем правильным. Тем не менее большую часть времени существования каверны ее содержимое играет второстепенную роль, за исключением начала и конца цикла, когда каверна имеет микроскопические размеры. [c.14]

Слева положения точек возникновения (Ло) и исчезновения (Л) кавитации в зависимости от угла атаки а справа значения в момент возникновения и на стадяя.х развития [c.376]

Слева положение точек возникновения (Яо) и исчезновения (Л) кавитации в зависимости ОТ угла атаки а справа значения Ка в момент возникновения и на ста 1иях развития [c.376]

Кавитация. В жидкости по разным причинам может возникнуть разрежение вследствие ее засасывания насосами, при быстро.м ее обтекании твердых поверхностей и т. п. При некоторой (критической) скорости давление внутри жидкости становится ниже давления насыщенного пара при данной температуре. В результате этого в ней нарушается сплошность среды и образуются полости (пустоты), куда устремляются пары и газы, растворенные в жидкости. Это явление называется кавитацией (от латинского кави-тас, что означает полость). Каждая полость окружена жидкостью, оказывающей на полость огромное давление благодаря действию молекулярных сил.,. Под действием, высокого давления полости лопаются, а в месте их исчезновения происходит резкое увеличение давления —.возникает своего рода гидравлический удар. А так как этих полостей, особенно в быстро движущейся жидкости, оа-4бь [c.46]

Кавитация — это процесс образования и быстрого исчезновения пузырьков паров жидкости вследствие локального изменения давления в потоке жидкости. При местном ускорении потока потенциальная энергия давления переходит в кинетическую ускорившегося потока жидкости. В этом месте давление понижается и возможно локальное вскипание жидкости с образованием пузырьков паров. При дальнейшем движении потока в случае его торможения происходит обратный переход кинетической энергии потока в потенциальную и локал1>ное давление повышается. Пузырьки нара мгновенно исчезают если это яв.1енте происходит на поверхности твердого тела, то при исчезновении пузырькл эта поверхность испытывает локальный гидравлический удар. Разрушение поверхностного слоя металла под влиянием многократных гидроударов называется кавитационной эрозией. [c.280]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...