Кавитация гребных винтов

Примерно до 40-х годов XX в. развитие исследований кавитации гребных винтов и насосов шло очень медленно в связи с трудностью создания экспериментальных лабораторных установок, обеспечивающих большие скорости движения жидкости. Кавитация рассматривалась только как вредное явление, сопровождаемое шумом, вибрацией, эрозией и падением упора гребного винта. [c.10]

Кавитация гребных винтов 409 [c.409]

Кавитация гребных винтов. Сложный характер реальной кавитации хорошо иллюстрируется фактом существования различных ее видов, обнаруженных при исследованиях гребных винтов мы опишем четыре таких вида. [c.409]

КАВИТАЦИЯ - образование пузырьков, заполненных газом, паром и их смесью, в результате уменьшения давления в быстро движущейся жидкости или под действием ультразвука приводит к снижению эффективности работы и более быстрому износу частей насосов, турбин, гребных винтов применяется в ультразвуковых методах обработки материалов. [c.21]

При вихревой кавитации пузырьки и каверны образуются вдоль осей вихревых шнуров, какие, например, сходят с концов лопастей гребных винтов и лопастных гидромашин. [c.399]

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]

Кавитация возникает не только при движении жидкости в трубопроводах, но и при внешнем обтекании тел, в частности, на лопастях гребных винтов, рабочих колес гидравлических турбин и насосов. Желательное увеличение скоростей вращения рабочих колес насосов, гидравлических турбин и гребных винтов приводит к тому, что скорости становятся настолько большими, что в некоторой области давление падает до давления парообразования, и возникает кавитация. [c.117]

Явление.кавитации может наблюдаться, например, в сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается геометрической конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основной своей частью находящегося под давлением, меньшим чем атмосферное кавитация может иметь место также и при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В этих случаях причиной кавитации является возникновение больших местных скоростей, ведущих к понижению давления. Если при этом давление оказывается меньше упругости паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, она начинает кипеть и в ней образуются кавитационные полости, состоящие из пузырьков, заполненных паром. Если затем при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновение кавитации значительно облегчается при наличии в жидкости пузырьков воздуха, а также растворенных газов. [c.241]

В современных гидравлических турбинах, центробежных насосах, гребных винтах, обычно работающих при больших числах оборотов, в отдельных местах рабочих лопаток и лопастей создаются очень большие скорости движения жидкости, также благоприятствующие возникновению кавитации. Кавитация оказывает очень вредное действие на работу этих установок вызывает недопустимо большие их колебания, увеличивает потери энергии на трение, т. е. снижает коэффициент полезного действия, и, что наиболее опасно, приводит к разъеданию металла. [c.242]

Если в какую-либо разреженную область жидкости подавать воздух или иной газ, то возникает явление, называемое искусственной кавитацией (вентиляцией). Искусственную кавитацию можно создавать на телах различных форм на крыльях, телах враш,ения, гребных винтах. Вследствие образования искусственных каверн (воздушных полостей) изменяются поле давления на теле и гидродинамические силы, действующие на тело. Например, при вдувании воздуха на поверхности крыла изменяются его подъемная сила, момент, лобовое сопротивление. [c.9]

Явление кавитации может возникать, например, во всасывающих линиях насосных установок и сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основная часть которого работает при давлении ниже атмосферного. Кавитация может возникать также при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В таких случаях ее причиной являются большие местные скорости и снижение давления. Если при этом давление оказывается ниже давления насыщения паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, которая начинает кипеть , и в ней образуются кавитационные полости. Если при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновению кавитации способствует наличие в жидкости пузырьков воздуха или растворенных газов. [c.104]

В современных гидравлических турбинах, центробежных насосах, гребных винтах, обычно работающих при большой частоте вращения вала, в отдельных местах рабочих лопастей имеют место значительные скорости движения жидкости, способствующие возникновению кавитации. [c.105]

Возникновение кавитации на подводных крыльях, лопастях гребных винтов и водяных насосов приводит к резкому ухудшению их гидродинамических характеристик, в частности, подъемная сила подводных крыльев резко падает. [c.35]

При определенных условиях процессы кавитации могут протекать весьма интенсивно, особенно, если они сопровождаются коррозионными явлениями, например при работе механизмов в морской воде. Кавитация наблюдается в гидронасосах, гребных винтах, гидротурбинах, трубопроводах и в ряде специальных систем 167, 162]. [c.87]

С кавитацией часто можно бороться путем уменьшения скорости потока или лопастей (гребных винтов или крыльчаток водяных насосов) [1] и повышения давления воды [2]. [c.28]

Из всех видов коррозионно-механического разрушения достаточно подробно изучено коррозионное растрескивание, результаты исследования которого обобщены в монографиях [14—16]. Много внимания у нас и за рубежом уделяли также изучению фреттинг-коррозии [17—19]. Так как коррозионная кавитация значительно реже является причиной аварийного разрушения элементов конструкций по сравнению с коррозионным растрескиванием или коррозионной усталостью, она изучена значительно меньше, хотя на практике этот вид разрушения встречается довольно часто, например, разрушение деталей насосов и гидравлических турбин, трубопроводов, гребных винтов и пр. Актуальность исследования коррозионной кавитации будет возрастать в связи с резким увеличением в нашей стране трубопроводного транспорта. [c.11]

Каких только теорий ни выдвигали ученые, чтобы объяснить причину кавитации. Некоторые исследователи предполагали даже, что тут замешаны космические лучи. Так или иначе, но тайна до сих пор не раскрыта. Известно только, что при кавитации присутствующие всегда в жидкости пузырьки газа или пара начинают расти, а затем сопровождаемые дробью резких гидравлических ударов с шипением лопаются. Эти удары, как язвами, покрывают сеткой предательских трещин лопасти гидротурбин и гребных винтов, разрушают узлы насосов и гидросистем высотных самолетов. Короче говоря, всегда и везде кавитация до сих пор приносила лишь вред. [c.208]

Наиболее интенсивные колебания, охватывающие весь корпус судна, происходят с частотой, равной числу оборотов п гребного вала (ходовая вибрация первого порядка). Также имеются значительные колебания, наблюдающиеся обычно в кормовой части корпуса судна, с частотой, равной где 2,, — число лопастей гребного винта (лопастная вибрация г-го порядка). На некоторых судах возникает большая вибрация, распространяющаяся на весь корпус, с частотами, не зависящими от числа оборотов гребного вала. Эта вибрация происходит с частотой 7—10 гц и возникает при кавитации рулей. Другим существенным источником вибрации трубопроводов являются машины и механизмы, вращающие детали которых полностью никогда не бывают уравновешены. При этом частота возмущений, имеющих практическое значение для вибрации трубопроводов, равна числу оборотов ротора. [c.172]

Обычно различают два типа кавитации поверхностную и отрывную. Поверхностная кавитация возникает на поверхности, направляющей поток, или в непосредственной близости от нее. Только что описанные нами кавитационные явления в сопле Вентури и в рабочем колесе центробежного насоса являются примерами поверхностной кавитации. Отрывная кавитация возникает на расстоянии от поверхности и является результатом турбулентного перемешивания, которое обычно имеет место в потоке за различными выступающими элементами, рабочими колесами некоторых гидравлических машин, а также прн отрывах потока от направляющей поверхности. В качестве примера отрывной кавитации на рис. 10 приводится фотография потока за моделью гребного винта. [c.24]

Рис. 10. Отрывная кавитация за лопастями гребного винта

Интенсивность порядка 1 вт/м , которую мы имеем при испытаниях на магнитострикционном вибраторе, была неоднократно зарегистрирована при оценке кавитационной эрозии гидравлических турбин и насосов разного типа. Необходимо отметить, что во всех этих случаях имели место чрезвычайно сильно развитые кавитационные явления. В обычных условиях, при частично развившейся местной кавитации, интенсивность эрозии гораздо ниже и составляет в среднем д тя гребных винтов 5—10 вт/м . для различных затворов 0,5—5 в7 /ж и для гидравлических турбин и насосов 0,001—0,1 вт/м [74]. [c.164]

Исследование кавитационных характеристик одиночных профилей. Институтом механики высоких скоростей успешно выполнен ряд исследовательских работ, сыгравших важную роль в создании в Японии осевых быстроходных гидротурбин и насосов, и гребных винтов для скоростных судов. На изолированных профилях с хорошо изученными аэродинамическими характеристиками, обычно применяемыми для лопастных механизмов, и профилях специальной формы, так называемых X-профилях, были подробно изучены следующие вопросы 1. Условия зарождения и развития кавитации. [c.13]

Рис. 7-52. Схема к анализу вопроса о кавитации изогнутых лопастей гребных винтов.

Рис. 7-54. Схемы областей кавитации у лопастей гребных винтов с различными лопастями (по данным исследований в кавитационной установке).

С-1. Т. Ито (Япония), Экспериментальные исследования кавитации в морских гребных винтах. [c.195]

Скорость звука в кипящей жидкости с пузырьками пара очень мала. Пузырьки пара могут возникать в жидкости, когда при движении ее с местной большой скоростью давление в ней падает ниже давления насыщения. Это явление называется паровой кавитацией и играет большую роль при работе гидравлических турбин, насосов гребных винтов и т. п. [c.214]

Кавитационная эрозия наблюдается при эксплуатации гидротурбин, гребных винтов, насосов, клапанов, запорных устройств в трубопроводах. Она обусловлена нестационарностью потока жидкости, обтекающей твердое тело. Кавитация — это процесс образования и исчезновения пузырьков в жидкости. Исчезновение пузырьков сопровождается гидравлическим ударом, который и является причиной кавитационной эрозии. Возникновение пузырьков происходит в области низкого давления, а исчезновение — в области высокого давления. Таким образом, область кавитационного разрушения часто бывает значительно удалена от зоны возникновения пузырьков. [c.140]

Впервые гидродинамические передами были предложены проф. Феттингером в 1902 г. Появление их было обусловлено необходимостью найти способ передачи больших мощностей при высоких скоростях валов, которые создавались корабельными турбинами и двигателями внутреннего сгорания, с преобразованием этих высоких скоростей в скорости, исключающие кавитацию гребных винтов. С течением времени гидродинамические передачи стали применяться и на других объектах. [c.3]

По замыслу Ли на прочном стальном стержне перед носом подводной лодки укрепляется острием вперед конус, по форме напоминающий не полностью открытый дождевой зонтик. Каждой лопастью зонтика можно управлять отдельно посредством специальных гидроцилиндров. Кроме того, сам зонт с помощью зубчатой рейки можно придвигать к корпусу лодки или отодвигать от него. Манипулируя гидроцилиндрами, зонту легко прида вать любую симметричную или асимметричную форму, подбирая такую, при которой на заданной скорости возникает наиболее интенсивная кавитация. Двигаясь впереди лодки, конус, как пуля, вспарывает воду, оставляя за собой пенистую россыпь кавитационных пузырьков. Сливаясь, они образуют большую кавитационную полость, заполненную разреженным паром. В этом паре и движется подводная лодка, почти не испытывая никакого трения. Чтобы исключить влияние кавитации, гребной винт и рули размещают в самой задней, кормовой части лодки, там, где кавитационная полость уже сомкнулась, уступив место воде. Поскольку интенсивная кавитация [c.209]

О возможности образования пара в воде при большой скорости ее движения известно было давно. Еще в 1894 г. с этим явлением столкнулись судостроители при испытании гребных винтов нового быстроходного контрминоносца. Тогда образование пустот за лопастями винтов при большой скорости их вращения повлекло за собой резкую вибрацию всего судна. Явление образования пустот (каверн) (в жидкости было наавано кавитацией. Кавитация гребных винтов сопровождалась не только вибрацией и толчками, но и разъеданием (коррозией) их лопастей кислородом, выделявшимся из воды при уменьшении давления в образовавшихся пустотах. [c.130]

В области изучения кавитации гребных винтов на симпозиуме было мало докладов (4 доклада). Они были посвящены экспериментальным работам в данной области. Особо интересен доклад Сильверлейфа и Берри (Англия) С-4, в котором приведены результаты исследований по изучению влияния содержания воздуха на кавитацию гребных винтов. Исследования были проведены в уникальной кавитационной трубе с ресорбером высотой 55 дг. [c.192]

A. Сильверлейф и Л. В. Берри (Англия), Влияние содержания воздуха в воде на кавитацию гребных винтов. [c.195]

Следует специально указывать, если это требуется, наносимые на поверхность материалы (металлы, керамику, мастики, подслои палублого покрытия, пластики, облицовки из армированного пластика, шпатлевки, цементы, наполнители, противошумовые мастики, противоконденсатные составы, заливочные компаунды, резиновые обкладки, облицовки с металлическим наполнением), которые служат для защиты соответствующих поверхностей (например, от кавитации гребных винтов, гильз цилиндров, насосов, крыльчаток и т. п.), для достройки поверхности до одинакового уровня, создания оптимального профиля поверхности (например, для стекания, улучшения конфигурации, обтекаемости, внешнего вида) либо для заполнения участков, которые иным способом не могут быть защищены. Должна быть указана такЖе характеристика шероховатости поверхности специальных пористых покрытий с развитой поверхностью. [c.267]

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]

Впервые с явлением кавитации в судостроении встретились в 1894 г. при испытании английского миноносца Дэринг . На режимах полного хода гребной винт резко изменял свои характеристики, что приводило к падению скорости. Тогда же по совету В. Фруда был введен термин кавитация . Известно также, что примерно в то же время Рейнольдс исследовал возможность разрыва жидкости в трубках с пережатием. [c.10]

С явлением кавитации, в частности, приходится встречаться при движениях с большой скоростью на подводных крыльях, при работе гребных винтов и турбин на повышенных оборотах, при движении жидкости в насосах и других гидравлических машинах. Кавитация встречается и в гидравлических системах на самолетах, когда при подъеме их на высоту ргст сильно уменьшается. [c.35]

Если при данной температуре внешнее давление уменьшается до давления паров морской воды, то начинается вскипание. На практике часто наблюдается локальное закипание воды при очень большой скорости потока. Например, морская вода, обтекающая с высокой скоростью турбину или гребной винт, испытывает очень резкие перепады давления при резком изменении сечения потока, в частности на краю лопастей. При этом образуются пузырыш пара, которые в другой точке потока могут испытать коллапс. Повторяющиеся удары, возникающие при коллапсе этих пузырьков, со временем приводят к разрушению поверхности металла. Отрывающиеся чешуйки металла открывают свежую активную поверхность для коррозионного воздействия морской воды. Таким образом, кавитация в морской воде сопровождается потерями металла как за счет механического разрушения, так и за счет коррозии. [c.28]

Кабины [В 62 (грузовых автомобилей, тракторов D 33/06 (защитные J 17/08 прицепных колясок К 27/16) для велосипедов или мотоциклов) В 66 (лифтов (В 11/02 устройства для торможения В 1/36-1/44) машинистов подъемных кранов В 1/44-1/52, F 11/04 подъемные рудничные В 17/04-17/06) подвесных ж. д В 61 В 12/00 самолетов и т. п. пассажирское оборудование В 64 D 11/00-11/06, 13/00] Кавитация [акустическая, использование для анализа материалов G 01 N 29/00 предотвращение <в гидравлических двигателях F 03 В 11 /04 в гребных винтах В 63 Н 1/18 в насосах F 04 (В 11/00 и компрессорах необьемного вытеснения D 9/00-9/06, 29/66-29/68) в системах топливоподачи ДВС F 02 М 37/20)] Каландрирование пластических материалов <В 29 (С 43/24, D 9/00)) Каландры для смешивания пластических материалов Калибровка [В 21 (листового металла при глубокой вытяжке D 22/28 полых заготовок и труб В 19/10, С 37/30) G 01 (приборов (навигационных С 25/00 для измерения скорости и ускорения Р 21/00)) нитевидных материалов при формировании паковок В 65 Н 71/00] [c.89]

Используя данные эксплуатации гидравлических - машин различного типа-и понятие иигенсивностн кавитационной эро зии см. уравнение (5) 7], в работах [74, 112] подсчитана ин- тенсивность кавитационной эрозии, с которой мы сталкилаемся в различных установках - Так, в одном случае стальная об шивка Корабля в непосредственной близости от гребного винта была разрушена кавитацией в течение нескольких часов рабо-i ты на режиме максимальной мощности. Соответствующая этому случаю интенсивность эрозии составляет 250 вт1м , г. е [c.163]

Первый тип кавитации аблюдается в потоке за рабочими колесами гидротурбин и насосов, за гребными винтами судов и т. 1П. При этом типе кавитации смытые с поверхности деталей гидромашин кавитационные пузырьки замыкаются в потоке, вдали от обтекаемой поверхности. В этом случае энергия, выделяющаяся при замыкании пузырьков, передается окружающей среде — жидкости и весь процесс ие оказывает епосредствениого воздействия яа поверхность обтекаемого тела. Такой тип кавитации приводит в основном к снижению к. п. д. гидромашин, появлению шума и вибрации рабочих органов. [c.8]

В книге описываются научио-исследовательские гидромашинные и гидротехнические лаборатории Японии. Приводятся обзор и анализ докладов на Международном симпозиуме по кавитации и гидромашинам, состоявшемся в Японии в 1962 г. по следующим вопросам исследование кавитации изучение высоконапорных поворотнолопастных и диагональных турбин , вибрации гидромашин и влияние на них кавитации кавитационные исследования гребных винтов. [c.2]

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]

Под кавипшционным изнашиванием понимают изнашивание поверхности при относительном движении твердого тела в жидкости. В условиях кавитации работают гребные винты, гидротурбины, детали машин, подвергающиеся принудительному водяному охлаждению, трубопроводы. [c.107]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...