Работа схлопывания каверны

Начальный размер каверны можно рассчитать исходя из фундаментального допущения, сделанного Рэлеем, согласно которому работа, совершаемая жидкостью в процессе схлопывания, должна быть равна энергии схлопывания. Если пренебречь поверхностным натяжением и предположить, что пузырек схлопывается полностью, то работа схлопывания будет равна местному давлению в окружающей среде, умноженному на начальный объем пузырька. Так как схлопывание не может начаться, пока местное давление не превысит давление насыщенного пара, и так как в принятой нами модели полное схлопывание заканчивается очень близко к поверхности, вероятно, в заторможенной зоне или вблизи нее, то считалось, что среднее давление, вызывающее схлопывание, равно половине разности давления торможения и давления насыщенного пара. В табл. 8.1 приведены числовые значения, полученные с помощью этой длинной цепочки допущений. Таблица охватывает широкий интервал размеров и значений энергии, на основании которых можно сделать следующие выводы 1) величины работы образования впадин разных размеров отличаются не более чем в 10 раз 2) отношения объема сферического сектора к объему эквивалентной сферы отличаются не более чем в 4 раза 3) величины расчетной работы схлопывания каверн отличаются не более чем в 30 раз. [c.395]

Работа схлопывания каверны 125 Рабочие характеристики гидравлических машин, влияние кавитации 631—649 [c.674]

Так как на стенке каверны, где давление предполагается равным нулю, не совершается никакой работы, работа, совершаемая всей массой жидкости при схлопывании каверны от начального радиуса Ro до R, равна произведению давления на бесконечности рао и изменения объема каверны, т. е. [c.125]

При исследовании кавитационного разрушения на вибрационных установках вероятность образования и схлопывания каверны на твердой стенке повышается. В этом случае газ при сжатии может непосредственно соприкасаться с металлом. Однако соотношение теплопроводностей газов и большинства твердых веществ таково, что вероятность существенного повышения температуры даже на локализованном участке направляющей поверхности очень мала. Как отмечалось выше, температура может повышаться в материалах с малой теплопроводностью, например в эластичных материалах, за счет превращения в тепло механической работы, совершаемой кавитацией. [c.421]

Влияние газа, заполняющего кавитационные полости, следует рассмотреть также с другой точки зрения, а именно с точки зрения возможного влияния на интенсивность механического воздействия. Одним из очевидных параметров интенсивности кавитации является максимальное давление, развивающееся в процессе схлопывания пузырька, и даже поверхностное рассмотрение этого фактора может представлять интерес. Если пренебречь диссипацией энергии, то при схлопывании каверны данного размера под действием определенного давления совершаемая работа должна превращаться в конце схлопывания в ту или иную форму потенциальной энергии. Максимум давления будет достигаться, когда вся энергия превратится в энергию сжатия окружающей жидкости. Если же часть этой энергии [c.421]

Теория Релея долгое время имела щирокое распространение при объяснении природы кавитационной эрозии. До последнего времени публикуются работы, авторы которых пытаются уточнить ее отдельные положения или решить задачу, отказавшись от некоторых допущений Релея. Например, в 1[Л. 88] рассмотрена задача о схлопывании сферической пустой каверны с учетом сжимаемости воды, но без учета сил вязкости и поверхностного натяжения. В статье [Л. 89] решена задача о схлопывании сферического пузырька, заполненного паром, с учетом теплопроводности и конденсации пара на границе пузырька с жидкостью. Полученное решение в пределе (когда давление пара в пузырьке предполагается равным нулю) сводится к решению Релея. [c.56]

Большое значение могут. иметь и термодинамические свойства содержимого каверны. Теплопроводность газа при схлопывании каверны влияет на повышение давления и температуры и усиление сонолюминесцендии (разд. 4.12). Она вызывает также демпфирование колебаний пузырька. В случае сжимаемой вязкой теплопроводной жидкости теплопроводность газа будет влиять на рассеивание акустических волн, вызывая поглощение их энергии. Этот вопрос был рассмотрен в работе [17]. В работе [40] было показано, что изменение поведения газа в колеблющемся пузырьке от изотермических до адиабатических условий зависит от удельных теплоемкостей и коэффициентов температуропроводности жидкости и газа. [c.163]

Не вникая в сущность механизма разрушения, можно приближенно оценить начальный размер схлопывающейся каверны, способной образовать впадину данного размера, а также расстояние от центра схлопывания этой каверны до разрушаемой коверхности. Однако для этого требуется сделать ряд произвольных допущений. Bo- lepвыx, допущение о том, что работа, совершаемая при схлопывании каверны и затрачиваемая на образование вмятины данного объема, равна работе, совершаемой индентором, вдавливаемым в поверхность того же материала при определении его твердости, и затрачиваемой на образование вмятины такого же объема. Другими словами, будем считать, что скорость нагружения не играет никакой роли. Такое допущение вполне приемлемо для одних материалов и не совсем приемлемо для других. С помощью прибора для измерения твердости по методу Виккерса были получены вмятины примерно такого же диаметра и глубины, как и впадины, образующиеся в результате воздействия кавитации. Работу, совершаемую при вытеснении единицы объема материала, легко подсчитать, зная приложенное усилие и размеры образовавшейся вмятины. Для отожженного алюминия таким способом было получено значение 4220 кг см/см [c.394]

На фиг. 3.9 и 3.10 представлены зависимости — рх, от R (уравнение (3.9)) и (р<х> —Ри)кр от R (уравнение (3.11)) для фиксированной массы газа при температуре 20°С, заимствованные из работы Дэйли и Джонсона [12]. Из фиг. 3.9 следует, что во всех случаях существует два равновесных значения радиуса (нижнее соответствует устойчивому равновесию, а верхнее неустойчивому равновесию) или одно критическое значение радиуса R, которое соответствует устойчивому равновесию при схлопывании и неустойчивому равновесию при росте пузырька . Ядра любого начального размера будут расти в поле пониженного давления с умеренной скоростью, пока не достигнут радиуса R = R. Любой пузырек радиусом более R стремится расти неограниченно и с большой скоростью, зависящей от инерции окружающей жидкости. Этот рост будет происходить главным образом за счет испарения жидкости со стенок каверны. Поэтому ряд авторов называют описанное явление паровой кавитацией . Влияние небольшого количества воздуха, содержащегося в пузырьке, становится незначительным, как только его радиус превысит в несколько раз R. Более того, чтобы могло произойти взрывоподобное расширение, которое мы называем кавитацией, давление [c.103]

В работе Айвени [19] учитывается влияние вязкости и поверхностного натяжения, а также сжимаемости при схлопывании пустых каверн и каверн, заполненных газом. Подобно Хик-лингу и Плессету [16], он следовал теории Гилмора [9], основанной на гипотезе Кирквуда—Бете [23]. Однако для расчетов он применял другой численный метод. Для расчета движения стенки пузырька он использовал уравнения (4.43) — (4.46), а для расчета полей скорости и давления в жидкости — уравнения (4.54а) — (4.56). Вязкость и поверхностное натяжение учитывались в граничном условии для давления с помощью уравнения (4.49). Сжатие предполагалось адиабатическим. Айвени сравнивал полученные им результаты с соответствующими результатами для несжимаемой жидкости. Некоторые из его результатов приведены в табл. 4.3. [c.160]

Существует много гипотез образования сферических частиц скатывание, адгезия и т.д. В работах [4, 5] автором предложена новая модель образования сферических частиц, в соответствии с которой последние образуются в результате плавления плоской частицы при ее попадании между микронеровностями смыкающихся противоположных стенок микротрещины. Исходя из того, что узлы трения ГТД работоспособны только в условиях упругогидродинамической смазки, автор также предположил, что кавитационные явления в самих микротрещинах - образование и схлопывание парогазовых каверн в вершине микротрещины - могут превалировать над расклинивающем действием смазки. [c.31]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...