Пузырьки динамика роста

Динамика роста и разрушения кавитационного пузырька определяется физическими свойствами жидкости (плотность, поверхностное натяжение, вязкость и т. д.). [c.37]

Образование кавитационных пузырьков при УЗО подобно процессам газожидкостного плюмажа или инжекционной обработки расплава порошками, рассмотренным выше. Однако в отличие от них при УЗО происходит более интенсивная дегазация расплавов. Она включает зарождение кавитационных газовых пузырьков, их рост в результате направленной диффузии из расплава в полость, коалесценцию мелких пузырьков в результате развития акустических потоков и их вынос на поверхность расплава [346]. Однако определяющая роль кавитации в улучшении структуры расплава и твердого металла заключается отнюдь не в дегазации, а в эффектах самоорганизации диссипативных структур, обусловленной возникновением нелинейной динамики на границе твердая—жидкая фазы. При критических условиях она приводит к неустойчивости движения и бифуркациям, при которых рост кристаллов и затвердевание сплавов связано со сложными кооперативными процессами массо- и теплопереноса, течением жидкости, химическими реак- [c.226]

Интересной инженерной проблемой является предсказание влияния кавитации жидкостей на характеристики гидравлических машин. Это особенно важно для насосов, в которых в качестве рабочих тел наряду с водой используются такие жидкости, как фреон, бутан, нефтепродукты, а также криогенные жидкости, причем все они имеют различные температуры. Каждая жидкость обладает своими особыми термодинамическими свойствами, которые проявляются не только в динамике роста и схлопывания отдельных пузырьков, но также в характере последующих стадий кавитации. Такие изменения можно отнести к масштабным эффектам, являющимся следствием изменения термодинамических параметров. [c.304]

Динамика роста пузырьков 405 [c.405]

Динамика роста пузырьков. В п. 2, 3 был исследован процесс постепенного нарастания кавитации, причем вопросы скорости роста пузырьков почти не затрагивались. Эта скорость может зависеть от времени, требуемого для диффузии, и от других факторов. [c.405]

При пульсациях кавитационных пузырьков на пленку загрязнений воздействуют динамические нагрузки, величина и характер которых полностью зависят от динамики роста и захлопывания пузырьков в звуковом поле. [c.174]

Изменение частоты колебаний влияет на динамику кавитационной полости, распределение областей кавитации в объеме жидкости и на порог кавитации. Снижение максимальных размеров кавитационных пузырьков с ростом частоты уменьшает эффект экранировки на границе излучатель— жидкость и способствует более равномерному распределению пузырьков в объеме жидкости. Одновременно с повышением частоты увеличивается коэффициент поглощения звуковой энергии в жидкости, обусловленный наличием сил вязкого трения, а следовательно, растет скорость акустических течений, которые к тому же становятся более мелкомасштабными. [c.186]

Рассмотрим сначала влияние статического давления на динамику роста и захлопывания единичного кавитационного пузырька в звуковом поле. Результаты численного решения уравнений движения для различных Ро и Ра представлены в табл. 12—14. Следует только иметь в виду, что если для нормального атмосферного давления известны кривые распределения зародышей но размерам и мы можем задаться реальным значением то для повышенных статических давлений таких данных нет. Поэтому приведенные таблицы рассчитаны для такого значения которое будет больше для всех рассматриваемых в настоящем параграфе случаев. [c.198]

До возникновения кавитации плотность влияет лишь на величину локального давления, определяемого обычными законами гидродинамики. Если пренебречь сжимаемостью жидкости, то ее поведение можно рассчитать, зная величины гидравлических напоров (измеренных в единицах длины) и скоростей, не прибегая к понятию плотности. После возникновения кавитации большую роль начинает играть динамика пузырька, в том числе величина давления при схлопывании, и величина плотности жидкости должна быть введена в рассмотрение (гл. 4). Например, давление в жидкости, возникающее при схлопывании или росте пузырька, прямо пропорционально плотности, если вязкостью, сжимаемостью и поверхностным натяжением можно пренебречь, а величина напора при схлопывании и начальный размер пузырька заданы. Это важно при оценке разрушающего действия кавитации. [c.113]

Как показано в работах [29, 30, 40], значения и можно определить при численном решении уравнений динамики кавитационной полости на аналоговых машинах и ЭВМ. В указанных работах установлено, что учет сжимаемости жидкости и диффузии газа в процессе роста и захлопывания кавитационной полости не позволяет определить значения так как на последней стадии захлопывания значения скорости Й и ускорения Й движения стенки пузырька достигают громадных величин, не поддающихся вычислению даже на ЭВМ. [c.183]

Звуковое давление. Влияние Ра на пульсации кавитационных пузырьков исследовалось в работе [46]. Повышение Ра двояко влияет на динамику кавитационной полости — с одной стороны затягивается фаза расширения пузырька и увеличиваются значения и (рост [c.187]

Теоретических исследований влияния температуры на динамику единичной кавитационной полости не проводилось. Учитывая, что с ростом температуры из всех свойств жидкости наиболее существенно меняется давление насыщенных паров, влияние температуры на динамику полости будет, вероятно, аналогично действию Р , т. е. с ростом температуры эрозионная активность единичного пузырька может существенно снижаться. [c.194]

В начальной стадии развития кавитации, когда пузырьки находятся друг от друга на расстоянии, значительно превосходящем их размеры, существенную роль играет внутреннее радиальное движение жидкости около каждого пузырька. Многочисленные экспериментальные данные, полученные с помощью скоростной киносъемки, свидетельствуют о заметных скоростях радиальных потоков. Соображения об учете динамики роста пузырьков при теоретическом рассмотрении кавитации были положены в основу построения модели сплошной среды, учитывающей такое внутреннее движение жидкости относительно каждого кавитационного пузырька (Б. С. Когарко, 1961,1964). Учет этого эффекта приводит к тому, что давление зависит не только от плотности среды, но и от ее индивидуальных [c.39]

На динамику парового пузырька в жидкости влияют различные факторы, зависящие от стадии его роста или охлопывания и от условий, в которых они происходят, в число этих факторов входят вязкость, поверхностное натяжение, сжимаемость жидкости, ее инерция и плотность теплового потока от пузырька к жидкости при конденсации или испарении. Исчерпывающий обзор по этому вопросу представлен в работе [218]. [c.134]

В шестой главе рассматривается нестационарное движение газовых (паровых) пузырьков в жидкости. Наряду с классическими задачами Рэлея о сферически симметричном росте и кавитационном охлопывании газовой полости в жидкости здесь рассматривается задача о росте парового пузырька в однородно перегретой жидкости, ранее в учебную литературу не включавшаяся. При анализе динамики паровых пузырьков на твердой стенке, т.е. при кипении, используются результаты оригинальных работ авторов книги, среди которых, в частности, принципиально важным является рассмотрение задачи об отрыве паровых пузырьков от твердой стенки. В пособии дается строгая постановка задач и излагаются приближенные асимптотические решения для отрыва пузырька в предельных случаях высоких и низких приведенных давлений. [c.8]

При кипении жидкостей на твердой поверхности нагрева рост паровых пузырей происходит в условиях существенно неоднородного температурного поля, причем паровой объем имеет границу не только с жидкой фазой, но и с твердой стенкой. Поэто.му теоретический анализ закономерностей роста паровых пузырьков при кипении связан с большими трудностями, которые на сегодняшний день не преодолены. Вместе с тем понимание механизма роста пузырьков и последующего их отрыва от твердой поверхности очень важно для создания теории кипения в целом. Это обусловливает значительный интерес к теоретическому и экспериментальному (с помощью скоростной киносъемки) исследованию динамики паровых пузырьков при кипении. Имеющиеся в настоящее время в распоряже- [c.262]

Время, необходимое для образования и схлопывания перемещающейся каверны в том случае, когда главную роль играет инерция, обычно составляет несколько тысячных долей секунды. Этого времени недостаточно для заметной диффузии растворенного воздуха через жидкость к поверхности раздела [6а]. Поэтому в такую каверну может попасть лишь немного больше воздуха, чем содержится в слое воды, которая, испаряясь, заполняет каверну. Даже если предположить, что в процессе образования каверны в нее диффундирует в несколько раз больше воздуха из окружающей жидкости, то и тогда он окажет слабое влияние на динамику пузырька, за исключением самых начальных стадий роста и самых конечных стадий схлопывания. В процессе схлопывания этот воздух вновь растворится в жидкости, но не полностью благодаря выравнивающему действию диффузии, о котором говорилось в разд. 3.8. Поэтому имеется избыток газа, идущий на образование новых ядер из каждой схлопывающейся каверны, хотя они, по-видимому, весьма малы, так как при схлопывании развиваются очень высокие давления. [c.164]

Решение Кагана. Каган [9] более полно и строго, чем в теории Деринга— Фольмера, формулирует условия на границе растущего пузырька. Он использует их при нахождении величины (с1п1йг) , входящей ъ ВСоставляется уравнение динамики пузырька с учетом вязких и инерционных сил. Записывается также уравнение теплопроводности в движущейся жидкости, которое позволяет оценить понижение температуры на границе пузырька. Понижение температуры вызывает уменьшение равновесного давления пара Ар" = й-АГ, Й — коэффициент, определяющий в небольшой области состояний температурную зависимость давления насыщенного пара. В [9] показан путь получения общего решения стационарной задачи о частоте спонтанного зародышеобразования при любом соотношении вязкости, инерционности, скорости испарения молекул и скорости подвода тепла. Перечисленные факторы могут ограничивать рост пузырька на первой стадии. Будем записывать решение для в форме (2.30). Из (2.47), (2.48) после ряда выкладок получено следующее выражение [c.48]

Теория образования, роста и захлопывания газовых пузырьков (газовая кавитация) первоначально развивалась для несжимаемой идеальной жидкости для случая одиночного сферического пузырька. Далее были уточнены уравнения динамики пузырька с учетом ежи-маемости, вязкости и теплопроводности, конечности амплитуды колебаний стенки пузырька. Наконец, в этой теории был произведен учет несферичности колебаний пузырька, в особенности вблизи его резонансных частот и при достаточно больших амплитудах звука. Было показано, что несферичность колебаний и возникновение струек жидкости у захлопывающихся пузырьков, если они находятся вблизи твердой поверхности, является одной из причин кавитационной -эрозии твердых тел. Теоретические исследования далее стали развиваться применительно к динамике паровых пузырьков (паровая кавитация), которая имеет много общего с динамикой газового пузырька, однако имеются и существенные различия. [c.139]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...