Первичная кавитация

Предыдущие разделы были посвящены так называемой первичной кавитации, которая происходит в основном потоке. Однако во многих случаях можно рассчитать участок оборудования таким образом, чтобы основной поток не подвергался кавитации во всем рабочем диапазоне. Из этого совсем не следует, что кавитация вообще не возникнет, поскольку в зонах интерференции, в зазорах между направляющими поверхностями, подобных зазорам между различными частями машины, в областях вторичного течения или в других областях слабых возмущений может развиться вторичная кавитация. [c.607]

Когда речь идет о влиянии кавитации на характеристики гидравлического оборудования, то наиболее важно рассмотреть кавитацию, влияющую на основной поток. Однако с точки зрения кавитационного разрушения местная кавитация может оказаться более важной, чем кавитация в основном потоке, поскольку она вызывает разрушение наиболее напряженных участков. Например, местная кавитация может вызвать разрушения в местах пересечения входных кромок лопаток и бандажа рабочего колеса турбины. Эти участки являются концентраторами высоких напряжений, и потеря даже небольшого количества материала на этих участках может привести к серьезным последствиям. С другой стороны, если первичная кавитация происходит в основном потоке рабочего колеса турбины, то она, вероятно, охватывает относительно широкую площадь на всасывающей стороне лопатки вблизи выхода. Из этой области могут быть удалены без опасных последствий для конструкции гораздо большие количества металла. [c.629]

Первичная кавитация 607 Перемещающаяся кавитация 19, 21, [c.672]

УЗО сопровождается образованием в объеме жидкой ванны слитка первичных кристаллов кремния. При этом общая доля кристаллов кремния, по-видимому, мало уменьшится при УЗО. Однако при действии акустической кавитации в объеме жидкой ванны значительно увеличивается число активных зародышей кристаллизации, Даже если считать, что в процессе первичной кристаллизации участвует только часть этих активных зародышей, становится понятным, что при УЗО расплава и одинаковом количестве первичного кремния размеры отдельных частиц при УЗО будут существенно отличаться от размеров кристаллов кремния, образующихся без УЗО. [c.470]

Таким образом, особенности влияния акустической кавитации на первичную кристаллизацию интер-металлидов и других избыточных фаз [c.470]

Применение технологии УЗО в производстве сплавов позволяет расширить пределы модифицирования цирконием и титаном без образования включений первичных интерметаллидов (табл. 9). При высоком содержании модификаторов зародышевого действия в том случае, когда образующиеся интерметаллидные фазы возникают и растут в поле акустической кавитации, их размеры и форма существенно отличаются от интерметаллидов, кристаллизующихся без воздействия ультразвука. Применение УЗО ведет к формированию большого числа дисперсных интерметаллидов компактной формы вместо вытянутых кристаллов при литье слитков без УЗО. [c.471]

В качестве первой величины, характеризующей степень развитости кавитации, введем индекс (или показатель развитости) кавитации К [3]. Выберем внутри кавитационной области некоторый объем F, удовлетворяющий следующим двум требованиям 1) линейные размеры этого объема должны быть малы по сравнению с длиной волны, чтобы первичное, возбуждающее кавитацию звуковое давление можно было считать внутри этого объема постоянным по величине и синфазным 2) линейные размеры этого объема должны быть намного больше размеров кавитационного пузырька. [c.224]

Рассмотрим модель одномерной кавитационной области [8]. Пусть плоский излучатель ультразвука достаточно большого радиуса R излучает плоские-же волны длиной Я. Поверхность излучателя обладает идеальной смачиваемостью и не несет на себе никаких дополнительных по отношению к уже имеющимся в жидкости зародышам. Ясно, что при равномерном распределении зародышей в области кавитация будет сильнее всего у поверхности излучателя. На образование кавитационных пузырьков будет тратиться некоторая часть энергии первичного звука т. е. звука, создаваемого излучателем. Поэтому по мере удаления от поверхности излучателя будет ослабевать и первичный звук, и создаваемая им кавитация. Так будет продолжаться до тех пор, пока интенсивность первичного звука не станет ниже порога кавитации тогда возникновение последней прекратится. Расстояние, на котором это произойдет, и будет длиной кавитационной области. Будем также считать, что удовлетворяется требование [c.226]

Рассмотрим теперь потери энергии на образование кавитации по оси излучателя х [9]. Пусть (рис. 3) интенсивность звука у поверхности излучателя в плоскости X = О будет 1 и не зависит от изменения средних параметров среды, вызываемого возникновением кавитации (см. гл. 3). В установившемся режиме в процессе кавитации принимают участие пузырьки, имеющие равновесные радиусы (см. часть IV), не меньшие определенной величины -Ron которой соответствует минимальная, пороговая интенсивность первичной волны /ц. Условием возникновения кавитации является / > / и, естественно, Iq /д. Примем, что кавитирующие пузырьки в среднем однородно распределены в каждом сечении области, перпендикулярном к оси излучателя. Пренебрежем также линейным и нелинейным поглощением звука при его распространении в жидкости. Через единицу площади, пер- [c.226]

Видно, что наличие кавитации приводит к существенному ослаблению интенсивности. Уже на расстоянии в несколько сантиметров от поверхности излучателя интенсивность первичного поля приближается к пороговому значению и кавитация прекращается. [c.229]

Здесь мы видим иную картину. Средний по кавитационной области индекс кавитации сначала быстро возрастает и достигает значения 0,15 при напряжении 1,8 ке, после чего начинает уменьшаться. Это обстоятельство укладывается в рамки предложенной в работе [4] (см. также часть V, гл. 2) гипотезы о механизме размножения кавитационных пузырьков. Предполагается, что при захлопывании часть пузырьков распадается на осколки, каждый из которых играет роль нового зародыша. Однако наряду с ростом количества пузырьков идет их уменьшение вследствие коагуляции. Для каждого значения первичного звукового поля через несколько периодов устанавливается состояние равновесия. Но, как показано в части V (стр. 197), при напряжениях на концентраторе, превышающих 1,8 кв, [c.235]

Существуют еще и чисто акустические способы. К ним также нужно относиться с очень большой осторожностью, ибо звуковое поле в кавитационной области — это очень сложная смесь первичного звука и звука кавитации, который наряду с дискретными компонентами содержит еще и белый шум [8]. По-видимому, этот белый шум есть сумма спектров ударных волн, образованных кавитационными пузырьками. Если это так, то интенсивность белого шума должна определяться как количеством пузырьков, так и крутизной фронта ударных волн. Но именно эти факторы и ответственны за кавитационное разрушение. [c.251]

Кавитация в насосах вызывается следующими первичными причинами нарушение герметичности подводящих магистралей, неполное срабатывание клапанов пуска, неисправности системы наддува, загазованность компонентов топлива и др. [c.235]

Методом моделирования аварийных состояний, в результате чего (см. 6.2 6.3) выбираются контрольные параметры, являющиеся признаками. Для каждого класса аварийных состояний определяются признаки, которые зависят от степени первичной неисправности (величина площади негерметичности, величина коэффициента кавитации и др.). Следовательно, можно получить образ в виде совокупности признаков каждого класса [c.276]

При возникновении в жидкости ультразвуковой кавитации ее акустические свойства существенно изменяются. Прежде всего, наличие кавитационных пузырьков приводит к рассеянию ультразвука, которое будет рассмотрено далее. Вследствие этого энергия ультразвуковой волны будет быстро убывать в пространстве. Однако рассеяние — не единственная причина убывания энергии при кавитации значительная ее часть идет на развитие кавитационных пузырьков, т е. на работу по их расширению до максимального радиуса Rmax После захлопывания кавитационной полости эта энергия частично переходит в энергию кавитационных ударных волн, но она полностью теряется из первичной ультразвуковой волны. [c.138]

Усиление рассеяния при резонансе объясняется тем, что, как уже говорилось, рассеянное поле образуется излучением ультразвука частицами, совершающими вынужденные колебания в поле первичной волны амплитуда же вынужденных колебаний в резонансе резко возрастает в число раз, равное величине добротности колебательной системы (см. гл. УП1), соответственно возрастает и интенсивность рассеяния. Для пульсационных колебаний воздушного пузырька в воде, например, это приводит к увеличению эффективного сечения рассеяния примерно на 12 порядков. Отсюда и сильное рассеяние ультразвука при возникновении в жидкости кавитации, когда, как мы видели, всегда находятся или образуются пузырьки резонансных размеров. Резонансное рассеяние успешно используется в гидроакустической эхо-локации рыбных косяков роль резонансных пузырьков в этом случае играют плавательные пузыри рыб. Резкое увеличение рассеяния при резонансе (в том числе и обрат1юе рассеяние, которое регистирируется эхо-локатором) позволяет уверенно определять и размеры рыб, и мощность косяка. [c.169]

Природа таких первичных включений может быть различной. Во-первых, это пузырьки газа, образующиеся при вибрации элементов конструкции аппаратов [Л. 2-146], во-вторых, газовые включения, обязанные своим поя1влением кавитации жидкости (Л. 2-147], наконец, влага, содержащаяся в жидком диэлектрике или в пропитанной им изоляции (Л. 2-148, 2-149], а также кислород и водород, которые образуются в результате электролиза при воздействии на слегка увлажненный жидкий диэлектрик электрического поля постоянного знака [Л. 2-150]. [c.94]

Согласно определению Новотного [11], кавитация есть не что иное, как образование пузырьков (полостей) в перемешиваемой жидкости, за счет которых происходит - разрушение материала. В этом случае на поверхности металла возникает двухфазное состояние (жидкость — пар). Новотный высказал мнение, что процесс кавитации можно разделить на первичный и вторичный эффекты, причем первичным является гидродинамический эффект, возникающий за счет образования небольших полостей пара в воде. Причиной возникновения этих полостей является локальное повышение давления, вызывающее закипание жидкости. Последующее снижение давления до нормальной величины приводит к направленному внутреннему взрыву за счет разрушения полостей. В этом случае, если такие полости соприкасаются с металлом, их разрущение может приводить к возникновению глубоких губчатообразных питтингов. Интенсивность указанных разрушений сильно зависит от таких факторов, влияющих на состояние полостей, как внешнее давление, упругость насыщения, температура, поверхностное натяжение и вязкость. Устойчивость и [c.141]

К. К. Шальнев пришел к интересным и неожиданным выводам о том, что первичные эрозионные изъязвления, а также наиболее глубоко пораженные участки эрозии соответствуют месту отрыва каверн, наполненных пузырьками, от разрушаемой поверхности. Было также показа1ю, что форма участка эрозии отражает жизненный цикл отдельных каверн срывной кавитации, причем наибольшим эрозионным эффектом обладают начальные стадии кавитации. Существенное влияние на 112 [c.112]

Для эффективного воздействия УЗО на процесс первичной кристаллизации избыточной фазы необходимо реализовать режим развитой кавитации. Это, в частности, демонстрирует кривая измельчения первичного кремния (рис. 18) в немодифицирован-ном силумине. По мере увеличения амплитуды смещения излучателя ультразвука при УЗО (интенсивность ультразвука на постоянной частоте пропорциональна квадрату амплитуды) и более активного развития кавитационных процессов средний линейный размер кристаллов кремния уменьшается в 5 раз. Происходит и некоторое общее уменьшение доли первичных частиц кремния в сплаве. [c.470]

В подавляющем болыпинстве случаев, за исключением высоких мегагерцевых частот, на которых кавитация обычно не наблюдается, размеры отдельных пузырьков и их скоплений оказываются существенно меньше длины волны первичного звукового поля. Это дает нам право рассматривать жидкость вместе с имеющимися в ней газовыми вкраплениями, как некую новую среду с эквивалентными акустическими характеристиками, отличными от акустических характеристик капельной жидкости. На это обстоятельство впервые было обращено внимание в работе [18]. [c.240]

Если поглощение в жидкости невелико (как во всех моющих растворах при отсутствии развитой кавитации), то на первичное поле накладывается отрэ-/кенное поле от поверхности жидкости и от стенок сосуда. Если амплитуда на поверхности излучателя равномерна, решение будет подобно случаю трубы, мягко замкнутой на одном конце, и описывается одномерной гармонической функцией [66]. [c.231]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...