Кавитация стадии, начальная

Учебное пособие написано в соответствии с программой одноименного курса лекций, читаемых автором в Ленинградском кораблестроительном институте студентам специальности Гидроаэродинамика . В книге раскрывается физическая природа явления кавитации. Рассматриваются начальная стадия кавитации (пузырчатая) и развитая кавитация. Приведены схемы изучения начальной стадии кавитации и показано исследование движения парогазового пузырька в безграничной жидкости и вблизи твердой стенки. [c.2]

Стадия начальной кавитации соответствует условиям, при которых появляются первые незначительные признаки кавитации слабое усиление шума, наличие небольшого количества кавитационных пузырей, которые образуют неустановившуюся кавитационную зону. Как правило, на этой стадии внешние характеристики гидравлической машины практически не изменяются. [c.25]

Деление кавитации на начальную, частичную и полностью развитую дает представление только о качественной стороне явления и не позволяет установить какой-либо количественной зависимости между стадиями развития кавитации и внешними характеристиками системы. Для этой цели желательно иметь какие-то числовые показатели, позволяющие количественно оценивать те чения жидкости. [c.9]

В большинстве других экспериментальных работ использовались системы, в которых происходило пузырчатое кипение с недо-гревом на поверхности нагрева либо имела место начальная стадия кавитации на поверхности погруженного в жидкость тела. Осуществлялась фотографическая регистрация процесса развития отдельного пузырька, включая все стадии роста и схлопывания. Такого рода данные получены в работе [422], где исследовались кавитационные пузырьки, образующиеся в воде при комнатной температуре на поверхности заостренного тела оживальной формы длиной 1,5 калибра, обтекаемого со скоростью 9—21 м сек. Распределение давления в воде было таким, что в носовой точке тела пониженное давление приводило к образованию пузырька. Затем он переносился вдоль тела в область более высокого давления, вызывающего его схлопывание. Результаты исследования фазы схлопывания пузырька хорошо согласуются с решением Релея. [c.135]

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]

Начальная стадия кавитации характеризуется возникновением и ростом пузырьков, из-за чего ее можно назвать еще пузырьковой кавитацией. При нормальных условиях в жидкости всегда есть 398 [c.398]

Различают две стадии кавитации начальную и развитую. [c.5]

Начальная стадия появляется при больших разрежениях, приводящих к разрыву жидкости. Существуют различные формы начальной стадии кавитации пузырчатая, пленочная, в виде вихревых шнуров. [c.6]

Однако в ряде случаев начальная стадия кавитации сопровождается образованием на теле тонкой пленки (пленочная кавитация). Экспериментальные исследования на моделях профилей, тел вращения, винтов в кавитационных трубах показывают, что форма начальной стадии кавитации зависит от многих факторов (размеров модели, состояния ее поверхности, типа экспериментальной установки). [c.6]

Рис. 1. Начальные стадии кавитации на теле вращения а — пузырчатая б — пленочная в виде пояска о — пленочная в виде пятен.

Рис. 2. Начальная стадия кавитации на эллиптическом крыле при х= 1,64 а =[ 8°, V =115,4 м/с.] j

НАЧАЛЬНАЯ СТАДИЯ КАВИТАЦИИ [c.13]

В тех местах потока, где давление падает до этого значения, происходит нарушение сплошности течения и образуется область, заполненная пузырьками, внутри которых находятся пары жидкости или газ, выделившийся из раствора. Это явление называется кавитацией. Начальную стадию кавитации можно трактовать как явление закипания жидкости при понижении давления. При дальнейшем понижении давления мелкие пузырьки объединяются и в потоке возникают большие полости— каверны, заполненные выделившимися из жидкости газами и парами жидкости. [c.32]

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]

Кавитация является одним из самых мощных источников вибрации и шума насосов. Причем на виброакустические характеристики насосов существенное влияние оказывает уже начальная стадия кавитации, возникающая в небольших по площади областях. [c.170]

Существует несколько различных форм начальной стадии кавитации. В лопастных (осевых и центробежных) насосах принято различать пузырьковую, профильную и вихревую формы. [c.170]

Из названных форм начальной стадии кавитации наибольшей виброакустической мощностью обладают вихревая (в осевых насосах) и профильная (в центробежных насосах). [c.172]

Величина показателя Р изменяется в зависимости от стадии кавитации, В осевых насосах (см. рис. IV. 1) в начальный момент развития паровой кавитации (область 2) р = 30-н20, а в зоне развитого кавитационного шума (область 3) р 9. В центробежных насосах величины Р соответственно равны в области 2 р = = 12-ь14 в области р 6 [c.172]

Кавитация сопровождается нарушением сплошности потока в насосе и нарушает нормальную работу насоса. Начальная стадия кавитации, ограниченная небольшой областью, не отражается заметно на производительности и напоре насоса и выражается внешне в форме характерного потрескивания в области всасывания, обусловленного местными гидравлическими ударами. Местная кавитация может при- [c.347]

Леман А., Юнг И., Экспериментальное исследование начальной и конечной стадий кавитации, Теоретические основы инженерных расчетов, 1964, Серия Д , № 2. [c.415]

Стадии развития кавитации (начальная, частично развившаяся и полностью развившаяся кавитации) в гидравлических машинах обычно определяют по степени их влияния на энергетические характеристики рассматриваемой машины. Так, например, при испытаниях насосов в качестве начала кавитации зачастую рассматривают режим, при котором происходит вызванное кавитацией падение к. п. д. (или напора) на 2%. Срывом работы насоса называют режим, при котором уменьшение к. п. д. достигает 10%. С точки зрения износа гидромашин вследствие кавитационной эрозии такое определение стадий развития кавитации (а в особенности начальной кавитации) нельзя считать правильным. [c.50]

Как показали визуальные наблюдения потока в различных гидравлических машинах, очень часто кавитационные явления наблюдаются почти при всех эксплуатационных режимах, включая режимы, близкие к оптимальным [93, 101, 117]. С изменением режима работы рассматриваемой машины происходит только изменение интенсивности кавитации. Если при режимах минимальной и форсированной мощности (производительности) сильно развитые кавитационные явления носят общий характер и существенно влияют на к. п. д. или величину напора, то при режимах, близких к оптимальному, имеются отдельные очаги начальной или частично развившейся кавитации (кавитация на кромках лопастей, щелевая, неровностей поверхности и т. д.), которая не оказывает заметного влияния на характеристики машины, но может быть причиной кавитационной эрозии. При этом уместно напомнить, что наибольшая интенсивность кавитационной эрозии приходится на начальные стадии развития кавитации (см. 4). [c.50]

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]

В цилиндрическом насадке с острой входной кромкой минимальное давление, как уже отмечалось, достигается в сжатом сечении струи в вихревой зоне, находящейся вблизи стенки насадка. Следовательно, именно в этой области начинает образовываться кавитационная зона - каверна, заполненная паром или газом. Кавитация начинается у стенок насадка, вблизи узкого сечения. В центральной части потока в это время видимой кавитации не наблюдается. Центральная часть потока (ядро потока) в начальных стадиях кавитации движется в виде свободной струи, окруженной смесью пара и жидкости. По мере увеличения скорости истечения при постоянном противодавлении либо при уменьшении противодавления (при постоянной скорости истечения) происходит расширение кавитационной зоны. Она распространяется по длине насадка вниз по течению. Длина зоны каЕ (тации характеризует степень развития кавитации в потоке. Критерием динамического подобия условий кавитационного течения является число кавитации х в некоторых случаях кавитация зависит также от чисел Рейнольдса и Вебера [17]. Изменять величину числа кавитации можно за счет скорости истечения, противодавления р2, а также за счет давления насыщенных паров. [c.113]

В настоящее время едва ли можно отдать предпочтение какой-либо из описанных выше моделей. Главной причиной этого являются трудности экспериментальной проверки отдельных моделей, а также выявления начальной стадии кавитации. Однако по крайней мере в случае меди установлено что образование пор непосредственно связано с проскальзыванием по границам зерен [ 4003, [c.237]

Кавитация. Рассмотрим цилиндр, полностью погруженный в несжимаемую жидкость, покоящуюся на бесконечности, например в воду, и движущийся справа налево со скоростью У. На рис. 206, (/) показана начальная стадия движения цилиндра (см. также фото 1), когда скорость движения невелика и вся поверхность цилиндра смочена жидкостью. В этом случае точки минимального давления находятся на концах диаметра, перпендикулярного направлению движения. [c.299]

Приведенное выше описание цикла образования и схлопывания паровой каверны служит основой для объяснения кавитации, и во многих случаях это явление полностью соответствует простому циклу возникновения и схлопывания мелких пузырьков. На более поздних стадиях, следующих за начальной, кавитация гидродинамического происхождения может стать более сложным явлением. Однако все сделанные выше общие выводы остаются справедливыми. [c.15]

Для обозначения стадии едва заметной кавитации долго употреблялся термин начальная стадия. Различимые пузырьки в начальной стадии кавитации малы, и зона кавитации ограничена. На фиг. 1.3 показана узкая полоска кавитационных пу- [c.16]

Фиг. 1.3. Начальная стадия кавитации на полусферической носовой части тела

Каверны вначале имеют вид маленьких пузырьков (стадия начальной кавитации). Если давление вблизи пузырьков снова поднимается и становится выше давления парообразования, то пузырьки с шумом схлопываются . Это приводит к эрозии и износу соседних с ними твердых поверхностей (металлических лопастей винтов и турбин, бетонных водосбросов, плотин и т, п.). Если же давление остается пониженным, то пузырьки сливаются, что может привести к образованию около обтекаемого тела одной каверны, имеющей размеры, сравнимые с размерами тела. Фотография такой каверны приведена на рис. 146. В этом случае кавита-10 Б. Т. Бмдев 2 0 [c.289]

Кавитация проходит следующие стадии начальную, развившуюся и суперкавитацию. Для плохо обтекаемых тел при начальной стадии кавитации р = 1 ч- (0,7 -ч 0,8) при развившейся р = = (0,7 -f- 0,8) ч- (0,2 ч- 0,1) при суперкавитации р < 0,2 ч-0,1. [c.230]

На основании изложенного в данной главе ясно, что еще нет универсальной методики моделирования, позволяющей учесть-масштабные эффекты. На различных стадиях кавитации от начальной до образования больших присоединенных к поверхности каверн и далее до суперкаверн проявляются различные масштабные эффекты. В разд. 6.7 рассматривалась роль термодинамических свойств в случаях развитой кавитации. Даже для воды важна разность температур и, следовательно, термодина- [c.311]

Для выяснения картины начальных стадий кавитации на телах вращения по решению Международной конференции ученых, работающих в опытовых бассейнах разных стран мира, были проведены кавитационные испытания стандартного тела вращения с эллипсоидальной головкой и с полусферическим носиком в кавитационных трубах. Было замечено, например, что при испытании тела вращения с полусферической головкой пузырчатая кавитация возникает в районе минимального давления по длине тела, [c.6]

Если теоретические методы решения задач о развитых кавитационных течениях быстро совершенствуются, то теоретические методы изучения начальных стадий кавитации развиваются сравнительно медленно. В настоящее время достаточно хорошо разработана статика и динамика одиночного кавитационного пузырька в безграничной жидкости и вблизи стенки. Впервые динамика парового пузырька была исследована в 1917 г. Рэлеем. В дальнейшем в изучение этого вопроса внесли большой вклад Плессет, Триллинг, Джильмор, Си Дин-Ю, А. Д. Перник, Ю. Л. Левковский и другие. [c.11]

Однако в настоящее время нет достаточно хорошо разработанных теорегнческих методов исследования движения нескольких пузырьков, их взаимодействия и перехода от начальной стадйи к развитой кавитации. [c.12]

Значительное число работ посвящено исследованию начальной стадии кавитации на крыльях и телах вращения. Так, в работах, А. С. Горшкова, О. Н. Гончарова, Ю. Н. Калашникова выявлены разновидности кавитации, исследован масштабный эффект и разработаны методы выбора масштабных экстраполяторов. [c.12]

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]

Влияние кавитации на работу данной гидравлической машины (увеличение потерь энергии, усиление шума и вибраций, кавитационная эрозия) не постоянно и зависит от стеиени развития кавитации. Деление процесса развития кавитации на различные стадии в известной мере условно, однако обычно принято различать начальную, частично развившуюся и полностью развившуюся кавитации. [c.25]

М. Хуг (Франция) высказал мнение, что примененная Саито методика определения Окр недостаточно аргументирована и что представленные на рис. 7-37 зависимости в большей степени характеризуют условия возникновения кавитации, чем развитой кавитации. Обосновывая принятую в опытах методику. Саито отметил, как вполне установленный факт, что внешние характеристики модельной турбины обычно не изменяются при появлении микропузырьков, т. е. в состоянии начинающейся кавитации, пока не будет достигнута некоторая степень развития кавитации. Поэтому будет неправильно принимать величину о в точке на кривой Q l—а, в которой происходит изменение характера зависимости приведенного расхода от коэффициента кавитации, в качестве Онач-Начальные значения коэффициента кавитации, показанные в табл. 7-5, отличаются от значений а, соответствующих развитой стадии кавитации (рис. 7-37). Хуг высказал также точку зрения о возможной причине полу- [c.164]

При истечении до отрыва потока от стенок давление в узком сечении потока приближается к давлению насыщенных паров. Как известно (см. подразд. 4.3), в потоке при таком давлении следует ожидать возникновения кавитации. Однако кавитационный режим течения при истечении в газовую среду не успевает сформироваться. Возникающая начальная стадия кавитации способствует проникновению газовой среды внутрь насадка. Начиная с этого момента струя жидкости после сжатия теряет взаимодействие со стенками насадка и уже не расширяется, а перемещается внутри насадка, не соприкасаясь с его стенками. Истечение становрггся таким же, как и при истечении через отверстие в тонкой стенке (см. подразд. 6.1), с теми же значениями коэффициентов б, ф и ц. Таким образом, при смене режима истечения происходит скачкообразное уменьшение расхода приблизительно на 20 % за счет существенного сокращения площади сечения потока. [c.67]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...