Кавитация на движущихся телах

КАВИТАЦИЯ НА ДВИЖУЩИХСЯ ТЕЛАХ [c.25]

Сделаем сначала несколько общих замечаний в связи с тем, что в задачах о кавитации на поверхности раздела обычно движется тело. Что касается основной механики процесса кавитации, то нет достаточных оснований для строгого разделения кавитации на теле, движущемся в неподвижной жидкости, и кавитации на неподвижном теле. В основном кавитационное явление одинаково в обоих случаях и определяется относительным движением. Отличия обусловлены лишь абсолютным движением тела или окружающей среды (как на поверхности раздела), и не связаны с изменениями самого явления. Гидродинамика обтекания неподвижной направляющей поверхности в прямолинейном потоке жидкости, движущемся с постоянной скоростью, и направляющей поверхности, движущейся прямолинейно с постоянной скоростью в объеме неподвижной жидкости, в основном одинакова. Течение можно рассматривать аналитически с обеих точек зрения, используя ту из них, которая удобнее. Поскольку во всех случаях кавитационная зона определяется течением относительно направляющей поверхности, можно рассматривать задачу об обтекании неподвижного тела в системе координат, связанной с направляющей поверхностью, или [c.651]

Под перемещающейся кавитацией понимают образование и перемещение в потоке отдельных пузырьков и каверн, которые могут расширяться или схлопываться. Такие переносимые пузырьки и каверны могут образоваться или на поверхности тела в точках минимального давления или в ядрах движущихся вихрей. [c.399]

В большинстве опытов других исследователей по кавитации на поверхности движущихся тел вода не освобождалась от газовых зародышей и кавитация возни- [c.63]

Процесс возникновения и развития кавитации зависит от состояния жидкости, включая наличие в ней твердых или газообразных примесей, и от поля давления в зоне кавитации. Проявления кавитации гидродинамического происхождения, помимо этих факторов, зависят также от формы твердых границ. Существует много способов классификации рассматриваемых явлений. Например, классификация по условиям, в которых происходит кавитация кавитация в потоке, кавитация на телах, движущихся в жидкости, и кавитация при отсутствии основного потока. Возможен другой метод классификации по основным физическим особенностям. Объединяя эти два метода, можно классифицировать кавитацию следующим образом [c.18]

Между кавитацией в потоке жидкости и кавитацией на теле, движущемся в неподвижной жидкости, нет существенного различия, В обоих случаях важными параметрами являются относительные скорости и абсолютные давления. Если они одинаковы, то возникают одинаковые типы кавитации. Единственным различием, о котором стоит упомянуть, является более низкий уровень турбулентности в неподвижной жидкости. Кавитация в потоке жидкости часто наблюдается в относительно длинных каналах, в которых турбулентность полностью развивается до зоны кавитации. Гидравлические машины являются типичным примером комбинации этих двух случаев, В корпусе жидкость движется вдоль неподвижных направляющих поверхностей, а в рабочем колесе находятся в движении как жидкость, так и направляющие поверхности. [c.25]

Так как следы заполнены жидкостью, а не газом, то между быстро движущимся основным потоком жидкости и медленно движущейся жидкостью в следе возникают зоны, где напряжения сдвига велики. Поэтому граница следа представляет собой область интенсивного вихреобразования. Если в следе развивается кавитация, то обычно она возникает вначале в центрах вихрей сдвигового течения на границе следа. Эти центры минимального давления существенно отличаются от точек минимального давления на поверхностях тел более обтекаемой формы. [c.210]

Использование каверны для снижения сопротивления быстро движущихся в воде тел на первый план выдвигает проблемы пульсаций ее границ, взаимодействия с корпусом тела и уменьшения расхода газа на поддержание кавитации. Интересна проблема плавучести и подъемной силы тела при наличии частично охватывающей его каверны. Интересны также проблемы формы и размеров каверны с учетом влияния силы тяжести, особенно при небольших значениях числа Фруда, и выяснение условий замыкания каверны с наименьшими потерями за телом или на поверхности тела. [c.45]

В ранних экспериментах лобовое сопротивление гладких сфер при нулевом числе кавитации определялось при входе в воду, когда воздушная каверна еще была присоединена к телу, движущемуся с замедлением. Высоким скоростям входа соответствуют большие числа Рейнольдса (от 10 до 10 ). Кроме того, на образование и форму каверны оказывает влияние сила тяжести. В типичном случае эквивалентное значение Св(0) для стационарного движения стальных шариков диаметром с1 от 1,59 до 38,1 мм в воде в интервале чисел Рейнольдса от 10 до 10 [c.240]

Для некоторых исследований кавитации необходимо специальное оборудование, например для испытания турбин и насосов, исследования обтекания свободно движущихся тел и кавитации при существенном влиянии силы тяжести (при входе в воду и в гидросооружениях, когда течение имеет свободную поверхность), а также для исследования нестационарных течений. Каналы установок для испытания гидравлических машин аналогичны каналам гидродинамических труб. На фиг. 2.8 приведена схема установки Национальной технической лаборатории в Ист-Килбрайде (Шотландия) [34], предназначенной для испытания гидротурбин. Эта установка в числе первых была оборудована системой одновременной автоматической регистрации экспериментальных данных и обработки их на ЭВМ. Другие специальные установки, включая гидродинамические трубы [c.51]

Явления, связанные с разрывными напряжениями в воде, изучались кинетическим методом — скоростной киносъемкой быстро движущегося затупленного стеклянного стержня диаметром 5 мм в заполненной водой узкой стеклянной трубке с внутренним диаметром 16 мм. Принимались особые меры предосторожности по устранению всех несмачиваемых участков и небольших примесей газа (газовых зародышей), но с сохранением газа (воздуха при атмосферном давлении) в растворенном виде в воде. Если на поверхности стержня оставались газовые зародыши или если она была несмачиваемой, но свободной от таких зародышей, то кавитация наблюдалась у заднего конца стержня при скорости менее 3 м/сек если же поверхность была полностью смачиваемой и свободной от зародышей, то кавитации не возникало даже при скорости 37 м1сек. Добавка к воде моющих средств (диоктилнатрий янтарной кислоты) не предотвращала кавитации при малой скорости на несмачиваемом стержне, свободном от газовых зародышей. При движении стержня в чистой кукурузной патоке (вязкость 20,1 пз), свободной от газовых зародышей, возникала большая цилиндрическая полость, которая разрушалась за сотые доли секунды. Нельзя было рассчитать напряжение, возникавшее в воде при этих опытах, однако скорости, достигнутые нами без кавитации, намного превосходили прежние показатели при движении тел в водной среде. Надо полагать, что этот результат явился следствием отсутствия всяких газообразных включений и несмачиваемости поверхностей. [c.47]

Если при испытаниях модели имеются свободные поверхности, то чтобы удовлетворить требованию сохранения значений числа Фруда натурного объекта и числа кавитации К, атмосферное давление над этими свободными поверхностями необходимо уменьшить по линейному закону. В таких условиях каверны, образующиеся на свободной поверхности, будут развиваться аналогично тому, как это происходит в натурном объекте. В качестве примеров можно назвать вихри, образованные захваченным воздухом, во входных магистралях насосов и суперкаверны (гл. 5), возникающие при входе объектов, движущихся с высокой скоростью, из газа в жидкость в момент пересечения ими границы раздела между этими двумя средами, а также явления, наблюдаемые в гидросооружениях. Моделирование входа тел в воду будет рассмотрено в разд. 12.4. [c.304]

Направляющие лопатки обычно относятся к вспомогательным устройствам, используемым для изменения направления движущейся жидкости. Они могут использоваться изолированно или в решетке. В этом разделе будут рассмотрены только изолированные направляющие лопатки. Следующий раздел будет посвящен решеткам. Определению потерь на направляющих лопатках уделялось значительно меньше внимания главным образом потому, что если даже эти потери велики, то они обычно составляют лишь небольшую часть энергии потока. Однако в последнее время стали применять тщательно подобранные гидропрофили для направляющих лопаток. Многие из рассуждений относительно течений в криволинейных каналах применимы к обтеканию изолированного гидрокрыла. Однако понятие числа кавитации потока упрощается, поскольку для любого тела, помещенного в поток, движущийся с постоянной скоростью Уо и постоянным давлением ро, оно будет постоянным и равным числу кавитации К, которое в соответствии с соотношением (2.5) имеет вид [c.339]

Наряду с силами акустич. происхождения, зависящими от сжимаемости среды, на тела, помещённые в звуковое поле, действуют также силы, вызванные движением тела относительно среды. Такие силы имеют место при возникновении акустич. течений или микропотоков при кавитации и наз. гидродинамическими. К их числу относится сила сопротивления, к-рую испытывает тело, движущееся с постоянной скоростью в вязкой жидкости. Для жёсткой сферы радиусом о, движущейся со скоростью и, эта сила выражается ф-лой Стокса Рс = 6яаг г), где г) — динамич. коэфф. вязкости среды. [c.267]

ЭЙЛЕРА ЧИСЛО (по имени Л. Эйлера), один из подобия критериев движения жидкостей или газов. Характеризует соотношение между силами давления, действующими на элем, объём жидкости или газа, и инерционными силами. Э.ч.Еи=2 р2—Pl)lpv-(иногда 2р/ри ), где р , Рх — давления в двух характерных точках потока (или движущегося в нём тела), р1 /2 — скоростной напор, р — плотность жидкости или газа, V — скорость течения (или скорость тела). Если при течении жидкости имеет место кавитация, то аналогичный критерий наз. числом кавитации к— = 2(ро—Рн)/Р 1 где Ро — характерное давление, рц— давление насыщ. паров жидкости. В сжимаемых газовых потоках Э. ч. в форме Еи=2р1ру связано с др. критериями подобия — Маха числом М и отношением уд, теплоёмкостей среды у ф-лой Еи= = 21 уМ , где у=Ср1су ср — уд. теплоёмкость при пост, давлении, с у— то же при пост, объёме). ЭЙЛЕРОВЫ УГЛЬ , три угла ф, и 6, определяющие положение тв. тела, имеющего неподвижную точку О (напр., гироскопа), по отношению к неподвижным прямоуг. осям Ох у гх. Если с телом жёстко связать прямоуг. [c.860]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...