Частичное заполнение каверны

Частичное заполнение каверны 222 Число Маха 150, 155, 156 [c.677]

Неспособность выдерживать действие больших растягивающих напряжений, приводящая при значительном понижении давления к кавитации, т. е. к потере сплошности и образованию внутри жидкости паровых или газовых каверн, является фундаментальным свойством всякой жидкости. Поэтому кавитация столь широко распространена в сфере практической деятельности человека, сколь многообразны силовые воздействия, которым подвергаются жидкости. Это в первую очередь относится к элементам быстроходных судов и кораблей, а также различных лопастных механизмов гидротурбин, насосов, гребных винтов и т. д. В специальных гидравлических системах в энергетике, химической промышленности, авиационной и ракетной технике используется и перекачивается широкий ассортимент жидкостей в разнообразных температурных условиях—-от расплавленных металлов до криогенных жидкостей. Уменьшение давления, приводящее к появлению растягивающих напряжений и разрывов сплошности, часто происходит не только в условиях вынужденного движения, но п в статических условиях в системах, полностью или частично заполненных жидкостью. [c.5]

Так как кадры кинофильма снимаются строго через одинаковые промежутки времени, то можно точно определить скорость любого процесса. На ранних стадиях, согласно таким измерениям, скорость перемещения вниз по течению старой заполненной каверны равна скорости роста новой каверны. Однако эта скорость продолжает увеличиваться и достигает скорости, которую имеет набегающий поток на некотором расстоянии за краем кадра. Время между началом отрыва старой каверны и началом развития новой каверны также можно оценить, рассмотрев несколько кадров, следующих за моментом отрыва. В рассматриваемом случае это время составляет доли миллисекунды и пренебрежимо мало по сравнению с временем существования других фаз. При заданной совокупности параметров течения максимальная продолжительность цикла соответствует отрыву каверны, целиком заполненной жидкостью. Меньшая продолжительность цикла соответствует отрыву каверны после ее частичного заполнения. Преждевременный отрыв, по-видимому, связан с возмущениями внутри самой каверны, а не в основном потоке. [c.199]

Создается впечатление, что при меньших скоростях обратная струя не обладает достаточной энергией и не достигает передней части каверны до момента ее полного заполнения. Вместо этого она может коснуться свободной поверхности у конца каверны, что вызывает частичный унос жидкости обратной струи, сопровождаемый возмущениями или колебаниями в конце кавитационной зоны. Так как каверна заполнена лишь частично, соответствующая частота сравнительно высока и унос кажется [c.205]

Так как частота съемки поддерживается постоянной высокостабильным генератором (с точностью до 0,02%), то кинограммами можно пользоваться для определения скоростей, ускорений и других величин, зависящих от времени. Представляет интерес, например, время заполнения каверны. При определении этого времени из рассмотрения исключались те кинограммы, на которых происходило частичное заполнение каверны. Объем полностью развитой каверны также определялся по фотографиям, так как на них можно измерить длину и высоту каверны и определить ее профиль. Если известны объем каверны, промежуток времени между моментами отрыва и скорость возвратного течения, то можно рассчитать толщину обратной струн, считая, что отрыв происходит в момент заполнения всей каверны жидкостью. Если предполагается, что трение в жидкости равно нулю, то скорость возвратного течения будет такой же, как и скорость течения вдоль свободной поверхности раздела, т. е. она будет равна скорости потока, умноженной на (1- -/() 2. В случае реальной жидкости скорость возвратного течения, вероятно, ближе к скорости левозмущенного потока. [c.199]

Другая важная особенность суперкаверны состоит в том, что возмущения в ее конце должны иметь такой же характер, как описанные в разд. 5.3. Здесь образуется обратная струя, а сама каверна может пульсировать (разд. 5.4). Селф и Рипкен [71] описали осесимметричные суперкаверны, полученные в вертикальной гидродинамической трубе. Они обнаружили, что в случае каверн умеренной длины возвратное течение, заполнение и отрыв могут повторяться почти регулярно. Однако с увеличением длины каверны заполнение становится частичным, а отрыв менее регулярным. С другой стороны, в случае длинных горизонтальных каверн обратная струя падает на стенку каверны и уносится высокоскоростным потоком, образующим поверхность каверны. В результате также происходит частичное заполнение каверны. Райхардт [60] показал, что именно к такому типу каверн относятся вентилируемые суперкаверны за дисками (фиг. 5.26). Хотя концевая зона длинной каверны (вертикальной или горизонтальной) может оставаться нестационарной, ее передняя зона может быть почти стационарной. Как отмечали Зильберман и Сонг [75], в некоторых особых случаях эта стационарность может быть нарушена чрезмерно сильной вентиляцией. [c.222]

Иногда наблюдаются колебания, при которых присоединенная каверна сначала растет, а затем схлопывается вследствие захвата жидкостью и последующего заполнения каверны с конца зоны кавитации. Максимальная длина присоединенной каверны зависит от поля давления. Каверна может заканчиваться в точке присоединения основного потока жидкости к поверхности тела на некотором расстоянии от передней кромки каверны (линии отрыва) — частичная каверна или может простираться далеко за пределы тела до смыкания основного потока с образованием полости, охватывающей тело. В последнем случае кавитацию называют суперкавитацией, а каверну — суперкаверной. Принципиальное отличие суперкавитационного течения состоит в том, что его характеристики остаются стабильными, но потери энергии увеличиваются. [c.8]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...