Кавитация разрушения

Если условия движения жидкости таковы, что образуются постоянные области высоких и низких (ниже атмосферного) давлений, на поверхности раздела сред металл—жидкость образуются и лопаются пузырьки. Это явление называется кавитацией. Разрушение металла вследствие кавитации называется кавитационной эрозией или кавитационным разрушением. Разрушение металла можно воспроизвести в лабораторных условиях, подвергая [c.115]

Изнашивание при кавитации (разрушение поверхности металла в результате гидравлических ударов при определенных гидравлических условиях) [c.42]

В связи с тем, что при кавитации разрушение начинается с поверхности детали, следует ожидать, что упрочнением поверхностных слоев можно добиться зна- [c.30]

Коррозионная кавитация — разрушение металла, обусловленное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды. [c.15]

В случае перемещающейся кавитации разрушение начинается и достигает наибольшей силы в точке первого схлопывания. Если бы кавитацию можно было наблюдать визуально, то точка первого схлопывания соответствовала бы концу каверны. Однако имеются некоторые качественные данные, свидетельствующие, что вниз по течению от первой зоны разрушения иногда могут существовать вторая и третья зоны интенсивного разрушения, разделенные промежутками слабого разрушения или полного его отсутствия. Сказанное подтверждается кино-граммами, полученными с помощью высокоскоростной съемки испытаний в гидродинамической трубе Калифорнийского технологического института, в соответствии с которыми многие перемещающиеся каверны (пузырьки) схлопываются и возникают вновь по нескольку раз. При этом каждое схлопывание может служить потенциальным источником разрушения. Произойдет ли разрушение в действительности, зависит от того, достаточно ли велико повышение давления, чтобы разрушить материал поверхности, вдоль которой течет жидкость. [c.383]

Коррозионная кавитация — разрушение металла, вызванное одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды (например, разрушение лопастей гребных винтов морских судов). [c.16]

Кроме теплового воздействия при электроэрозионной обработке на материал заготовки-электрода действуют электродинамические и электростатические силы, а также давление жидкости вследствие кавитации, сопровождающей процессы импульсных разрядов. Совокупность тепловых и силовых факторов приводит к разрушению металла и формообразованию поверхности обрабатываемой заготовки-электрода. [c.401]

Эрозия — это износ и выбивание частиц из поверхности твердого металла под влиянием потока жидкого металла. Кавитацией называют разрушение твердого металла под микроударным воздействием жидкометаллической среды это воздействие проявляется при захлопывании на поверхности твердого металла паровых пузырьков, имеющихся в жидкости. Следовательно, кавитация — это усталостный процесс, протекающий в микрообъемах поверхностного слоя твердого металла. [c.147]

Особенностью этого вида разрушения по сравнению с обычной коррозионной усталостью является соизмеримость периодически напряженных участков с размерами отдельных кристаллов металла (напряжения второго рода). В связи с этим на кавитационную стойкость сплавов большое влияние оказывают механическая прочность, структура и состояние границ зерен сплава. Например, чугун с шаровидным графитом более устойчив к кавитации, чем обычный чугун, а еще более устойчивы стали. [c.341]

Но при таком давлении жидкость вскипает и наступает кавитация — вредное явление в насосе, влекущее за собой разрушение его рабочих органов, изменение характеристики и, наконец, срыв подачи. [c.165]

Кавитация может оказывать разрушающее воздействие на материалы поверхностей, вблизи которых она возникает. При этом длительное воздействие кавитации может привести к разрушению материала практически любой твердости. Хотя механизм разрушающего действия кавитации не вполне выяснен, но есть достаточно оснований считать, что основной причиной разрушения является механическое воздействие жидкости на твердые стенки. Установлено, что наиболее опасной с точки зрения разрушающего действия является пузырьковая стадия кавитации, при которой парогазовые пузырьки образуются в зоне минимальных давлений и охлопываются, попадая в зону повышенного давления. Разработаны две основные схемы механизма кавитационного разрушения. [c.405]

Проблемами, возникающими в связи с кавитацией, являются изменение закономерностей течения в связи с нарушением сплошности, а также кавитационные разрушения материала твердых стенок при схлопывании пузырей вблизи границ течения. Некоторые гидродинамические устройства (например, некоторые типы измерителей расхода жидкости) перестают выполнять свое назначение при появлении кавитации. Кавитационные разрушения лопастей гидравлических турбин, насосов, гребных винтов представляют собой одну из важных технических проблем. [c.23]

Кавитацией называют нарушение сплошности потока жидкости из-за образования большого количества мельчайших паровых или газовых пузырьков. В областях с повышенным давлением среды пузырьки разрушаются, конденсируясь с большой скоростью. Частички жидкости устремляются к центру пузырька, где в момент полной конденсации происходит их столкновение с превращением кинетической энергии в энергию давления. Возникает точечный гидравлический удар с мгновенным повышением давления, что вызывает разрушение (эрозию и коррозию) поверхности стенок канала и лопаток рабочего колеса. [c.310]

К разрушению металла и появлению кавитационных шумов. Последствия кавитации настолько существенны, что обычно при проектировании насосов, турбин и винтов лопасти рассчитывают так, чтобы на них не возникала кавитация. [c.118]

Шумы, возникающие при появлении кавитации, настолько велики, что они могут служить причиной вибрации отдельных элементов машин, приводящих к неустойчивой работе их и даже разрушению. [c.118]

Кавитация оказывает очень вредное действие на работу насосов — существенно снижает их коэффициент полезного действия и, что наиболее опасно, приводит (если она длится продолжительное время) к разрушению основных рабочих органов насосов. [c.98]

Механическое действие повышенного давления (местные удары при мгновенном заполнении жидкостью объемов, освободившихся в результате конденсации пузырьков пара) приводит к разрушению лопастей. Кроме того, разрушение лопастей при кавитации происходит также из-за эрозии металла. [c.262]

Кавитация сопровождается характерным шумом и треском внутри насоса, понижает к. п. д. насоса, напор и иногда вызывает вибрацию агрегата. Особенно быстро при этом разрушается чугун. Более стойкими металлами оказываются бронза и нержавеющая сталь, но и они подвергаются разрушению. Поэтому кавитация при работе насосов недопустима, а высота всасывания должна быть такой, при которой возникновение кавитации невозможно. Отсюда следует, что для устранения возможности возникновения кавитации необходимо обеспечить минимальное избыточное давление всасывания А//, определяемое зависимостью [c.262]

На участках многих местных сопротивлений скорости потока резко возрастают, в результате чего давление в нем уменьшается. Если давление становится ниже давления насыщенных паров жидкости, протекающей через местное сопротивление (или непосредственно за ним), возникает кавитация, неблагоприятно отражающаяся на работе оборудования и приводящая к вибрации, шумам и эрозионному разрушению материала. При наличии кавитации местные потери напора заметно возрастают. Кавитационные свойства местных сопротивлений оцениваются по критическому значению безразмерного числа— числа кавитации х, при котором в данном местном сопротивлении начинается кавитация [c.222]

Кавитация оказывает вредное действие на работу этих машин, вызывает недопустимо большие их вибрации, увеличивает потери энергии на трение, т. е. снижает КПД, и, что наиболее опасно, приводит к разрушению (кавитационной эрозии) деталей, подверженных воздействию кавитации. [c.105]

Какие физические явления приводят к разрушению металлических стенок при кавитации [c.122]

В каком месте проточного тракта происходит разрушение материала при кавитации [c.122]

Минимальное же давление в жидкости равно давлению насыщенных паров ее при данной температуре п- Но при таком давлении жидкость вскипает и наступает кавитация (см. гл. I, 2), при которой ускоряется разрушение насоса, изменяется его характеристика и снижается подача. [c.165]

Коррозионно-механическое разрушение металлов происходит при одновременном воздействии коррозионной среды и механических напряжений. Основные виды коррозионно-механического разрушения металлов коррозионное растрескивание, коррозионная усталость, фреттинг-коррозия, коррозионная эрозия, кавитация, сульфидное растрескивание, водородное охрупчивание. [c.14]

В некоторых случаях это разрушение может быть столь интенсивным, что после нескольких часов работы винтов корабля в режиме кавитации их лопасти оказываются полностью разрушенными. [c.35]

Испытание стойкости материалов,,т. е. их сопротивляемости разрушению, износу, коррозии, кавитации и другим процессам, является исходным для суждения о надежности тех изделий, где эти процессы играют основную роль в потере работоспособности, В результате этих испытаний должны быть получены данные о скорости протекания процессов при действии различных факторов или о критических значениях параметров, при которых возникают нежелательные формы процесса разрушения. Основной целью испытаний стойкости материала является установление зависимостей, связы-ваюш,их характеристики материала с воздействиями, приводяш.ими к его разрушению. Наиболее ценной является аналитическая закономерность, связывающая процесс разрушения материала с физическими константами (см. гл. 2, п. 1). Однако такую зависимость, которая является достаточно универсальной, часто трудно получить из-за сложности физико-химических процессов (см, гл. 2) и она, как правило, относится к категории физических законов. Практические цели испытаний обычно более узки и сводятся к получению данных о стойкости материала в заданном диапазоне условий его работы. Эти данные могут быть выражены в виде аналитических зависимостей, таблиц, графиков или в иной форме. - [c.485]

Дополнительные проблемы при оценке предельных свойств композитов появляются в связи с такими особенностями этих материалов, как неупругость поведения компонент, анизотропия армирующих волокон, разброс прочности компонент, наличие третьей фазы в виде пограничного слоя матрицы вблизи поверхности волокна. Следует учитывать также и специфику их применения — в авиационных конструкциях требуется нечувствительность к локальным разрушениям, в судостроении — стойкость к коррозии и кавитации, в возвращаемых космических кораблях—сопротивление абляции и уносу массы. [c.38]

Несмотря на то, что электрохимическая коррозия имеет значение уже в начале инкубационного периода, определяющим фактором является прежде всего механическое воздействие воды при разрушении паровых полостей. Известно, что кавитации подвержены неметаллические материалы, например стекло. Случайные пики давления при разрушении полостей составляют несколько тысяч. мегапаскалей. [c.27]

Д. значительно интенсифицируется, если наряду со знакопеременным звуковым давлением с амплитудой Рзв на жидкость наложить пост, (статич.) давление р . В этих условиях существенно возрастают пиковые значения давления в ударной волне и кавитац. разрушение твёрдой фазы. [c.639]

Медные сплавы (бронзы и латуни) имегот высокие временное сопротивление (196—705 МПа), относительное удлинение (3—20 %), коррозионные и антифрикционные свойства. Многие медные сплаиы хорошо противостоят разрушению в условиях кавитации. [c.171]

Ячшение коррозионной кавитации (механическое воздействие оказ явает сама коррозионная среда) также близко по характеру разрушений к механизму коррозионной усталости, хотя действие механических напряжений ограничено отдельными зонами. Этот вид оазрушения приводит к образованию местных глубоких язвин, что, например, наблюдается у гребных шипов. [c.101]

Из соотношения ( ) следует, что по мере увеличения скорости давление падает. Оно может стать ниже давления насыщения Ps oo) или даже отрицательным (растягивающие усилия). Если жидкость не подвергалась специальной обработке (например, выдерживанию при высоком, в несколько мегапаскалей, давлении с целью удаления нерастворенных микропузырьков газа), то она не выдерживает растяжения. В итоге в рассматриваемой области жидкость разрывается , в ней возникают пузырьки, содержащие смесь пара и газа (например, воздуха), растворенного в жидкости. Далее эти пузырьки (кавитационные каверны) сносятся потоком в зону повышенных давлений и там охлопываются. Опыты показывают, что при возникновении кавитации характеристики работы насосов, гребных винтов резко ухудшаются. Еще неприятней то обстоятельство, что в зоне кавитации часто наблюдается эрозионное разрушение материала поверхности металла, которое при длительной работе приводит к поломкам и авариям. Кавитация наблюдается также при прохождении через жидкость звуковых и ультразвуковых колебаний значительной интенсивности. [c.236]

Явление парообразования при пониженном давлении, обусловленном динамикой потока, и конденсация образовавшихся паров, сопровождаемая местными гидравлическими ударами, называется кавитацией. В кавитационной зоне, где непрерывно образуются и конденсируются пузырьки пара, наблюдается разрушение поверхности трубы. Работа гидравлических машин в кавитационном режиме сопровождается характерным шумом, а их напор, мощность и КПД резко падают. Явление кавитации возникает также при колебательных движениях тела в жидкости (гидровибраторы). [c.40]

Если содержащая такие паровоздушные пузырьки вода при своем движении поступит в область с повышенным давлением, где оно будет выше давления насыщенных паров, то начнется захлопывание пузырьков. Вследствие их исчезновения при мгновенной конденсации пара происходит местное повышение давления до 1000 и более атмосфер. Это явление называется кавитацией. Механическое действие повышенного давления (местные удары при мгновенном заполнении жидкостью объемов, освободившихся в ре зультате конденсации паровоздушных пузырьков) приводит к разрушению материала конструкций в той области, где происходит явление кавитации, сопровождаемое характерным шумом и треском. Такое разрушение материала называется кавитационной эрозией. Кавитация обычно наблюдается в гидравлических турбинах, центробел<ных насосах, напорных трубах и т. д. [c.15]

Уравнение Бернулли широко применяется в различных разделах гидравлики для решения многих практических задач. Так, например, с помощью уравнения Бернулли определяется высота всасывания насоса и производится расчет всасывающих линий. Явление кавитации, наблюдаемое в лопастных насосах и гидравлических турбинах, возникающее в области пониженных давлений, характеризующееся наличием местных ударов при конденсации пузырьков пара и приводящее к разрушению металла и понижению к. п. д. машин, также изучается с применением уравнения Бернулли. На использовании уравнения Бернулли основаны расчеты многих водомерных устройств (водомеры Вентури, водомерные шайбы и диафрагмы) и некогорые водоподъемные установки (например, эжекторы). [c.128]

Давлёнйя, сопровождающееся столкновением пузырьков па ра и его конденсацией. При этом вследствие мгновенных, быстро чередующихся процессов сжатия отдельных пузырьков возникают большие местные импульсные давления (в несколько сотен и даже тысяч атмосфер), приводящие к весьма коротким и интенсивным ударам разрушающим металл (сначала выкрашиваются его зерна с поверхности, затем процесс разрушения быстро распространяется вглубь). К этому чисто механическому ударному действию часто присоединяются химическое воздействие на металл выделяющегося из жидкости воздуха, обогащенного кислородом, других растворенных в ней газов, а в отдельных случаях и электролитическое воздействие. В результате всех этих явлений, особенно если кавитация длится продолжительное время, происходит эрозия металла, и он на большую глубину принимает губчатую структуру. [c.106]

Появление кавитации в насосах сопровождается рядом характерных явлений, отрнцателвно сказывающихся на работе насоса. При разрушении кавитационных пузырьков в зоне повышенного давления возникают шум и вибрация. Уровень шума зависит от размеров насоса и степени развития кавитации. Кавитационный шум проявляется в виде характерного потрескивания в зоне входа в рабочее колесо, развитая кавитация сопровождается уменьшением КПД насоса и разрушением (эрозией и коррозией) поверхности лопаток рабочих колес. Напор и мощность также снижаются. Из этого следует, что работа насоса в условиях кавитации недопустима. [c.157]

В гидродинамических передачах, как и во всех других гидромашинах [4 1, 26], кавитация будет возникать в местах, где давление равно или ниже упругости насыщенных паров жидкости. При этом в потоке жидкости возникают пузырьки, заполненные насыщенным паром, которыевместе с потоком перемещаются в областьповышенных давлений. Здесь в них происходит конденсация пара и образуются пустоты, в которые устремляется жидкость. Так как этот процесс происходит очень быстро, то возникают гидравлические удары с высокой частотой, большим приращением давления и температуры. На эрозионное действие накладывается коррозионное действие электрохимических процессов и происходит интенсивное разрушение материала, из которого выполнена проточная часть. С развитием кавитации, кроме того, происходит нарушение обычного рабочего процесса с резким понижением к. п. д., расхода и мощности. [c.40]

Нефтегазопромысловое оборудование эксплуатируется в весьма сложных условиях. Воздействие возникающих в металле растягивающих, щжлических, знакопеременных напряжений, сил трения, кавитации, абразивного износа и др. в контакте с коррозионно-агрессивной средой приводит к специфическим видам коррозионного разрушения оборудования, таким, как коррозионное растрескивание, водородное охрупчивание, питтинг и др., которые в значительной мере снижают долговечность и надежность оборудования. [c.4]

При возникновении кавитации на поверхности тела в области ртш образуются пузырьки, заполненные паром с давлением, близким к нулю, затем они перемещаются вместе с жидкостью и попадают в область больших давлений. В области повышенных давлений жидкость со значительной скоростью устремляется внутрь пузырей, происходит их охлопывание, сопровождающееся большими приращениями местных давлений (порядка сотен атмосфер). В результате этого возникает разрушение поверхности обтекаемых тел, которое носит название кавитационной эррозии. [c.35]

Результаты исследований, проведенных М. М. Тененбаумом [186—189], показывают, что гидроабразивное изнашивание является сложным, самонастраиваюхцимся процессом, зависящим прежде всего от угла атаки, скорости абразивных частиц в момент удара о поверхность детали, отношения значений твердости изнашиваемого материала и абразива (коэффициент твердости), концентрации абразивных частиц в жидкости. Гидроабразивное изнашивание определяется не только действием абразивных частиц, но и физико-химическими реакциями с жидкостью. При определенных условиях воздействие жидкости может быть столь активным, что гидроабразивное изнашивание (действие твердых частиц) подавляется кавитацией или коррозией. Обычно гидроабразивному разрушению предшествуют пластическая деформация, микроусталостные явления или процессы микрорезания, на которые накладываются гидравлические удары захлопывающихся кавитационных пузырьков и адсорбционно-коррозионные реакции [186, 190]. [c.110]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...