Пузырьки каверны газовые

Во время кавитации в сопле Вентури в многокомпонентной жидкости, имеющей состав, выраженный в массовых долях С,в, образуется газовая фаза в виде кавитационных пузырьков и каверн, заполненных испарившимися при давлении Р [c.149]

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 возникает сначала в виде мельчайших паровых или газовых пузырьков, которые быстро растут, образуя перемещающиеся каверны. В результате перемещения из области пониженного давления в область более высокого давления эти пузырьки захлопываются . На рис. 15-20,а [Л. 19] приведена фотография (с 20-микро- [c.418]

Содержание свободного газа в жидкости обычно составляет малую часть (10 —10 ) от общего газосодержания, однако даже столь малое количество свободного газа может заметно влиять на ход различных технологических процессов, связанных с излучением в жидкость мощного ультразвука и последующим возникновением кавитационных явлений. Известно что кавитационная прочность жидкости едва ли не в первую очередь определяется содержанием в ней газовых пузырьков. Воздействуя тем или иным способом на количество и размеры пузырьков, можно не только существенно изменять кавитационные свойства жидкости, но и влиять на характер и интенсивность различных процессов, сопутствующих кавитации. Так, уменьшение содержания в жидкости свободного газа позволяет значительно повысить эффективность кавитационной эрозии. Известно, что при замыкании кавитационных каверн образуются ударные волны, вызывающие разрушение материала скорость смыкания стенок каверн, а следовательно, и давления, образуемые при сжатии, зависят от количества газа внутри каверны. Таким образом, вопрос об интенсивности кавитационного разрушения материала связан с характеристиками ядер, из которых образуются кавитационные каверны, и прежде всего — с количеством газа в них. Повышая гидростатическое давление в жидкости, удается уменьшить содержание в ней свободного газа и увеличить интенсивность ударных волн на несколько порядков по сравнению с обычными условиями (см. например [1, 2], а также часть П1 настоящей книги и часть V второй книги). [c.395]

В 1941 г. Херринг при решении задачи о подводном взрыве исследовал случай произвольного изменения давления внутри каверны и ввел поправку первого приближения на ее сжимаемость. Он принял известное из акустики допущение, что скорости жидкости всегда малы по сравнению со скоростью звука. В 1952 г. Триллинг принял условие, что потенциал скорости приближенно удовлетворяет акустическому уравнению расходящихся сферических волн, и получил на основе акустического приближения более общее уравнение движения стенки газового пузырька. [c.12]

Нагревая жидкость при постоянном давлении или понижая давление при постоянной температуре статическим способом или динамическим способом, т. е. в процессе движения жидкости, можно в конце концов достичь такого состояния, при котором в жидкости становятся видимыми и начинают расти паровые, газовые или парогазовые пузырьки, или каверны. Пузырек может расти с умеренной скоростью, если процесс роста определяется диффузией растворенных газов в пузырек или просто расширением содержащегося в нем газа при повышении температуры жидкости или понижении давления в ней. Рост пузырька будет взрывоподобным , если он обусловлен главным образом испарением окружающей жидкости в этот пузырек. Рост пузырька, вызванный повышением температуры жидкости, называется кипением, а если этот процесс обусловлен динамическим понижением давления, происходящим по существу при постоянной температуре, то он называется кавитацией. Рост пузырька вследствие диффузии в него газа при динамическом понижении давления называется дегазацией. Иногда этот процесс также называют газовой кавитацией (в отличие от паровой кавитации). [c.13]

Хиклинг и Плессет [16] получили на быстродействующей ЭВМ решения для схлопывания газовой каверны в сжимаемой жидкости без учета вязкости и поверхностного натяжения. Они рассчитали движение стенки пузырька и распределения скорости и давления в окружающей жидкости, а также описали повторное образование каверны и возникающую при этом ударную волну, распространяющуюся в жидкости. Движение до момента достижения минимального радиуса было рассчитано методом Гилмора, основанным на гипотезе Кирквуда—Бете и решениях уравнений движения как в лагранжевых координатах, так и в виде характеристик. Начальными условиями последних двух точных решений служило движение стенки пузырька в дозвуковом диапазоне ( //С 0,1), рассчитанное методом Гилмора. Это позволяло значительно сократить время счета, которое требовалось бы при использовании точного метода расчета движения от его начала. После достижения минимального радиуса течение жидкости в области повторного возникновения пузырька до момента образования ударной волны рассчитывалось в лагранжевых координатах. [c.154]

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]

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]

Если длина паровой или газовой каверны становится очень большой по сравнению с размерами тела, то ее называют суперкаверной. Суперкаверны образуются 1) вследствие роста присоединенной каверны или 2) вследствие вытеснения жидкости из гидродинамического следа за счет развития паровой кавитации, как в примерах, описанных в предыдущем разделе, или за счет подвода газа в области низкого давления в следе. При вдуве газа число кавитации уменьшается при неизменной скорости и абсолютном давлении. Это следует из формулы (2.3), где../Сь — число кавитации, выраженное в более общем виде через давление в пузырьке, а не через давление насыщенного пара. Каверны, поддерживаемые за счет подвода газа, называются вентилируемыми. Если в каверну подводится слишком много газа, то она может стать неустойчивой. В этом случае на ее поверхности возникают волны, и она пульсирует по длине и ширине. Другими словами, вентилируемые и паровые каверны, по-видимому, имеют много общего и обе по мере роста становятся более устойчивыми, чем более короткие присоединенные каверны. [c.220]

В случае симметричных каверн практическое значение имеют форма каверны и лобовое сопротивление. Согласно экспериментальным и теоретическим данным для стоек и лопаток с длинными кавернами конечных размеров, каверна по форме близка к эллипсоиду, а лобовое сопротивление линейно зависит от числа кавитации. На фиг. 5.28 и 5.29 приведены зависимости теоретических значений ширины и длины каверны от числа кавитации при обтекании клиньев безграничным потоком, рассчитанные Перри [57] методом Плессета и Шеффера (модель Рябушинского) [58]. Там же представлены результаты измерений форм каверн за плоской пластиной, цилиндром и клиньями, полученные Уэйдом [906] в высокоскоростной гидродинамической трубе Калифорнийского технологического института. Эксперименты охватывали диапазон от течений с полностью развитой кавитацией до течений с частично развитой кавитацией. Неза-черненные значки на фиг. 5.29 соответствуют прозрачным кавернам, а зачерненные—-кавернам, заполненным смесью газовых пузырьков и воды. Испытываемые тела устанавливались горизонтально поперек плоской рабочей части трубы шириной 74 мм и высотой 356 мм. Отношение максимальной толщины тела к высоте рабочей части трубы составляло 0,027. Скорость течения изменялась в пределах от 7,83 до 12,2 м/с, что соответствовало интервалу чисел Рейнольдса от 0,6- 10 до 10 . Точного совпадения экспериментальных и теоретических данных ожидать не приходится, так как рабочая часть трубы имеет конечные размеры и, кроме того, в ней существует градиент давления в на-правлерши течения. Теоретически же рассматривается неограниченное течение с постоянным давлением во всей области течения. Сравнение показывает, что экспериментальные результаты в целом согласуются с теоретическими, но, как правило, экспериментальные значения ширины и длины каверны при том же числе кавитации больше. [c.227]

Вудс [91] рассматривал ту же задачу для симметричных тел и течений, используя экспериментальные данные Зильбермана и Сонга для сравнения с результатами своих расчетов. Теория Вудса учитывает пульсации скорости конвекции в каверне и унос газовых пузырьков вслед за телом. Он использовал простое феноменологическое объяснение, основанное на действии обратной струи, и связал пульсации давления с уносом отделившихся частей каверны. Эта теория дает именно те резонансные частоты, которые были зафиксированы в экспериментах. С ее помощью можно рассчитать распределение давления по поверх- [c.249]

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]

Источником образования пузырьков может служить и циркуляционный насос, в котором, как и в рабочем участке, сочетаются высокие скорости и низкие давления. В результате вода, заполняющая замкнутую кавитационную установку, оказывается насыщенной газовыми пузырьками, количество и размеры которых зависят от режима работы установки, степени развития кавитации на испытуемом теле и конструктивных особенностей установки (например, наличия или отсутствия ресорбера [5], его размеров и т. д.). Если эти пузырьки за время прохождения по периметру установки не успевают полностью раствориться, то, возвращаясь к рабочему участку, они будут служить добавочными ядрами кавитации, т. е. слабыми точками, на которых возмоншо повторное образование кавитационных каверн. [c.413]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...