Степень кавитации (см. Кавитация степень)

Степень кавитации (см. Кавитация, степень) [c.676]

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]

Задача 5.20. По условию задачи 5.14 (см. рис. 5.12), но при t = = 30 °С определить, при какой степени закрытия задвижки у входа в насос начнется кавитация. Атмосферное давление = 98 кПа. [c.97]

Резонансная частота магнитострикционного аппарата составляла 14,2 кгц. Исследуемые образцы имели диаметр 1,59 см и вес приблизительно 8 г. Температура кавитирующей жидкости в опытах была 25 0,5°С. Как указывалось выше, основные опыты проводились при амплитуде создаваемых прибором вибраций 0,0025 см, однако предварительно было установлено, что кавитация не появлялась, пока амплитуда не достигала 0,00025 см (порог амплитуды), и что степень кавитационных повреждений образца является линейной функцией от амплитуды. Порог амплитуды не зависел от материала образца. [c.125]

Остановимся теперь на вопросе о зародышах кавитации. Чистая жидкость имеет порог кавитации (теоретически [42]) 10 Па. Зародыши в ней могут возникать только вследствие гетерофазных флуктуаций. Но реально кавитационная прочность жидкостей, в том числе и воды, редко превышает 10 Па, что означает, что в жидкости присутствуют достаточно крупные стабильные пузырьки газа. Общепринятой гипотезой, объясняющей их возникновение и длительное существование, является следующая. В очищенной воде, дегазированной и профильтрованной, количество пузырьков ничтожно мало, и ее прочность может достигать около 3-10 Па [33]. Под действием космического излучения молекулы воды распадаются, образуя водород и кислород, которые растворяются в воде. Через некоторое время их концентрация возрастает до такой степени, что из-за флуктуаций могут образоваться пузырьки размерами 2 10 см. На поверхность этих пузырьков попадают молекулы поверхностно активных веществ, которые всегда, хотя и в малом количестве, присутствуют в жидкости. Мономолекулярный слой таких веществ на поверхности пузырька полностью останавливает диффузию газа из пузырька в жидкость, и даже в жидкости, где концентрация растворенного газа намного меньше насыщенной, такой пузырек будет жить длительное время. Броуновское движение пузырьков приводит к их столкновению и слиянию. Таким образом, возникают более крупные пузырьки, которые и обусловливают реальную кавитационную прочность жидкости. Зародышами кавитации могут служить и твердые несмачиваемые частички, а также газовые включения в трещинах и порах твердых поверхностей. В некоторых жидкостях, например в жидком гелии и водороде, зародышами кавитации являются паровые пузырьки, возникающие либо на теплых поверхностях вследствие локального вскипания, либо на треках пролета ионизующих частиц космического излучения. Это открывает возможности применить акустическую кавитацию для регистрации ионизующего излучения [29]. [c.159]

До сих пор не было проведено систематического анализа процессов кристаллизации в ультразвуковом поле. Существует несколько монографий [29, 34, 120—124], которые носят в большой степени феноменологический характер. Трудность заключается в том, что значительная часть экспериментального материала получена в весьма разнородных условиях ультразвукового облучения. При высоких плотностях звуковой энергии, когда одновременно проявляются различные аспекты действия акустического поля, механизм воздействия звука на процесс кристаллизации усложняется. Поэтому в этой главе сделана попытка выделить из неравноценного (но условиям проведения экспериментов) материала главные тенденции в воздействии ультразвука на процессы образования новой фазы, причем эффекты, обусловленные высокими плотностями звуковой энергии (например, кавитация) не будут нами затронуты (см. часть VII, стр. 427). Мы ставим перед собой целью рассмотрение более тонких эффектов, имеющих место в ультразвуковом поле, и их природы. [c.559]

Максимум измельчения зерна затвердевшего расплава при изменении внешнего статического давления ниже и выше атмосферного лежит в районе Ро=1 [121, 164]. Эффект кавитационного разрушения (паровая кавитация) возрастает [168], а степень дегазации жидкости в звуковом поле уменьшается с увеличением статического давления [166]. По-видимому, можно считать, что ультразвуковая кавитация сильно затрудняется дегазацией кристаллизующейся жидкости и поэтому проявляются пузырьковые эффекты. Интенсификация газовыделения из расплава звуковыми вибрациями (несколько десятков герц) [167] не может привести к заметному измельчению зерна вследствие того, что условие (87) не выполняется и максимальная величина всплывающих пузырьков для таких частот колебаний далека от резонансного размера (см. гл. 2). [c.570]

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]

Другой простой пример — влияние изменения размера гидравлических турбин. Предположим, например, что для некоторой ГЭС проектируются главные турбины мощностью 50 ООО л. с., а также одна вспомогательная турбина мощностью 5000 л. с. По-видимому, можно использовать турбину с тем же самым коэффициентом быстроходности и, следовательно, по существу одинаковой конструкции, если спроектировать ее геометрически подобной главным турбинам. Можно ожидать также, что все турбины будут иметь одинаковые эксплуатационные характеристики, в том числе и кавитационные. Однако следует иметь в виду следующее. Хотя напор и, следовательно, все линейные скорости у обеих турбин одинаковы, отношение их выходных мощностей составляет 10 1. Следовательно, отношение линейных размеров будет равно У10, или немного более 3 1. Поэтому, если для турбины мощностью 5000 л. с. наинизшая точка на выходе из рабочего колеса будет расположена на расстоянии 0,61 м от наивысшей точки, соответствующая разница положений наинизшей и наивысшей точек на выходе из рабочего колеса турбины мощностью 50 000 л. с. составит около 1,93 м. При этом изменение давления на выходе из рабочего колеса главной турбины будет больше, чем на выходе турбины меньшего размера. Следовательно, чтобы обе турбины имели одинаковые коэффициенты надежности относительно возникновения кавитации, главная турбина должна быть установлена на более высоком уровне. Причина этого понятна кавитация на направляющих поверхностях зависит от абсолютного давления. Разница в 1,32 м достаточно велика и может соответствовать разнице между условиями, когда кавитация заметна, и беска-витационными условиями. Например, в гидродинамической трубе было обнаружено, что в условиях, близких к возникновению кавитации, разница в уровнях 5,08 см вызывает заметную разницу в степени кавитации. [c.301]

Согласно опытам Бонди и Золльнера [308], в процессе образования эмульсии существенную роль играет кавитация. Под кавитацией (см. 7 этой главы) в гидродинамике подразумевают образование пустот в жидкости в результате разрыва ее при больших отрицательных избыточных давлениях. Это явление может иметь место в интенсивных ультразвуковых полях. Золльнеру [19621 удалось показать, что подобные пустоты особенно легко образуются вблизи поверхностей раздела. Их образованию способствуют растворенные газы, которые в известной степени являются инициаторами процесса. Этим объясняется тот факт, что наличие газа благоприятствует образованию эмульсии. В вакууме и при высоких внешних давлениях кавитация не происходит и, согласно наблюдениям Харви [803] и Бонди и Золльнера [308], не происходит также эмульгирования. Эмульгирование ускоряется при внезапном смыкании пустот, образовавшихся при кавитации. Поэтому при высоких концентрациях растворенные газы неблагоприятно влияют на процесс эмульгирования, так как они приводят к замедлению смыкания пустот. [c.463]

Др. особенность У.—возможность получения большой интенсивности даже при сравнительно небольших амплитудах колебаний, т. к. при данной амплитуде плотность потока энергии пропори, квадрату частоты, УЗ-волны большой интенсивности сопровождаются рядом нелинейных эффектов. Так, для интенсивных плоских УЗ-волн при малом поглощении среды (особенно в жидкостях, твёрдых телах) синусоидальная у излучателя волна превращается по мере её распространения в слабую периодич. ударную волну (пилообразной формы) поглощение таких волн оказывается значительно больше (т. н. нелинейное поглощение), чем волн малой амплитуды. Распространению УЗ-волн в газах и жидкостях сопутствует движение среды, т. н. акустическое течение, скорость к-рого зависит от вязкости среды, интенсивности У. и его частоты вообще говоря, она мала и составляет долго % от скорости У. К числу важных нелинейных явлений, возникающих при распространении интенсивного У. в жидкостях, относится акустич. кавито1(ия. Интенсивность, соответствующая порогу кавитации, зависит от рода жидкости и степени её чистоты, частоты звука, темп-ры и др. факторов в водопроводной воде, содержащей пузырьки воздуха, на частоте 20 кГц она составляет доли Вт/см . На частотах диапазона У. средних частот в УЗ-поле с интенсивностью начиная с неск. Вт/см могут возникнуть фонтанирование жидкости и распыление её с образованием весьма мелкодисперсного тумана. Акустич, кавитация широко применяется в технол. процессах при этом пользуются У. низких частот. [c.215]

В результате последовательных лабораторных и натурных испытаний получено достаточно много данных, характеризующих кавитационную стойкость различных конструкционных металлов и сплавов (см. 7). Тем не менее выбор материала для деталей проектируемой гидравлической машины в каждом конкретном случае является делом очень сложным, так как действительные условия, в которьих будет работать этот материал, часто остаются неизвестными, и конструктору приходится пользоваться данными по эксплуатации подобных по типу и размеру машин или результатами лабораторных исследований. 1з-за незнания истинного механизма кавитационной эрозии и ошибок в определении момента возникновения кавитации и степений ее развития возможны неправильные решения. Следовательно, в настоящее время нет единой методики выбора [c.162]

На рассматриваемом симпозиуме по кавитации и гидромашинам был заслушан ряд докладов, которые представляют несомненный интерес. Доклады в значительной степени отражают те работы и поиски, которые проводятся учеными ряда стран мира по вопросам кавитации как в части изучения природы этого явления и теоретических построений, так и применительно к различным гидромашинам — гидравлическим турбинам, насосам, гребным винтам. В области исследования явления кавитации можно особо отметить большие и интересные работы, проводимые в Калифорнийском технологическом институте в США с применением новой усовершенствованной аппаратуры (рубиновой импульсной лампы — лазера высокой мощности идр. — доклад А-4), а также очень важные работы ряда ученых (Рапкина и др. — см. доклад А-3) по изучению влияния на кавитацию газовых пузырьков, показавшие, что на возникновение кавитации оказывает влияние не полный объем содержащегося в воде газа, а количество находящегося" в области возникновения кавитации свободного газа, причем здесь играют роль и размеры газовых пузырей. В практическом отношении интересны работы японских ученых (доклад А-9) в области изучения кавитационных характеристик крыловых профилей. [c.191]

Чтобы повысить дальность, можно, казалось бы, идти по линии увеличения мощности излучаемого ультразвукового импульса. Однако сильно увеличить акустическую мощность импульса нельзя как будет видно далее (см. гл. VIII) при больших интенсивностях ультразвука возникает явление кавитации. Но если бы даже и было возможно сильно увеличить мощность, это в очень незначительной степени увеличило бы дальность. При наличии же сильной рефракции, когда лучи загибаются вниз от поверхности воды, увеличение мощности (для повышения дальности) еще менее эффективно. [c.355]

А вот увеличение рш будет увеличивать индекс кавитации, так как при этом возрастет и количество действующих пузырьков, и их максимальные радиусы. Поэтому увеличениерт должно сказываться в степени, большей, чем /2- Пределом увеличения рт является, как известно, упоминавшееся уже условие Тт < Т/2 (см. гл. 5), которое не учитывается выражением (37), так как исходные уравнения соответствуют однократному захлопыванию пузырька, предполагая рд постоянной величиной. [c.254]

На развитие кавитации в жидкостях влияет также количество свободных газов и растворенных, выделяющихся в областях пониженного давления. Газ уменьшает прочность жидкости (газовая кавитация). Пщщаличии двухфазной среды сильно падает скорость звука и кризисы, имеющие место при кавитационных течениях (ограничение расхода), могут являться кризисами звуковых течений. Кроме того, на степень развития кавитации могут влиять термодинамические свойства жидкостей (см. разд. 3.3.5.2). [c.186]

И. Б. Улановским констатировано также [22] увеличение сопротивления к кавитационному разрушению стали при возрастании процентного содержания в ней хрома до 9%. В других исследованиях [23] установлено, что наблюдаемые (при сообщении вибраций частотой 8600 герц от магнитного пульсатора) кавитационные разрушения углеродистых сталей в значительной степени подавляются катодной поляризацией. При этом можно полагать, что происходящие и при достаточно полной электрохимической защите кавитационные разрушения образца будут определяться в основном присущими металлу показателями усталостной прочности. Увеличение скорости разрушения образца при снятии электрохимической защиты определится коррозионным механизмом воздействия данной среды. Таким образом для повышения устойчивости против кавитации важно как повышение коррозионной устойчивости, так и (Повышение твердости (прочности) сплава (см. данные табл. 65). [c.413]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...