Кавитация развивающаяся

Влияние развивающейся кавитации на подъемную силу У и лобовое сопротивление профиля X. [c.14]

Измерения были выполнены Дэвисом и др. [13] с помощью двух разных методов. В одном из них заполненная жидкостью стальная трубка закрывается с обеих сторон свободными поршнями. В один из поршней выстреливают свинцовой пулей. В результате в жидкости образуется волна сжатия, отражающаяся от поршня на противоположном конце трубки. Под действием полученного импульса отражающий поршень приходит в движение. Если его масса не слишком велика, то знак импульса давления в отраженной волне меняется на противоположный и в жидкости возникают отрицательные давления. Зная массы поршней, зависимость от времени давления, развивающегося при ударе пули, плотность жидкости и скорость звука в ней, можно рассчитать величину и продолжительность импульса давления и его значение в отраженной волне. Если вода прилипает к поршню- и жидкость сопротивляется растяжению, то отражающий поршень затормозится. Если же возникает кавитация, то торможения не происходит. По результатам измерения движения поршня определяют отрицательное давление, при котором происходит разрыв жидкости. [c.77]

Влияние газа, заполняющего кавитационные полости, следует рассмотреть также с другой точки зрения, а именно с точки зрения возможного влияния на интенсивность механического воздействия. Одним из очевидных параметров интенсивности кавитации является максимальное давление, развивающееся в процессе схлопывания пузырька, и даже поверхностное рассмотрение этого фактора может представлять интерес. Если пренебречь диссипацией энергии, то при схлопывании каверны данного размера под действием определенного давления совершаемая работа должна превращаться в конце схлопывания в ту или иную форму потенциальной энергии. Максимум давления будет достигаться, когда вся энергия превратится в энергию сжатия окружающей жидкости. Если же часть этой энергии [c.421]

На другом конце шкалы неметаллических материалов находится группа материалов, в которую входят резины и другие эластичные материалы, очень легко деформирующиеся, но обладающие очень малым модулем упругости. При относительно малой интенсивности кавитации эти материалы могут вообще не поддаваться кавитационному разрушению, а при более интенсивной кавитации могут почти мгновенно и полностью разрушаться. При проектировании деталей машин обычно стремятся сделать их достаточно упругими, чтобы они могли аккумулировать энергию удара, причем развивающиеся напряжения не должны превышать предела упругости. Деталь рассчитывается на большие деформации при малых напряжениях. Предполагается, что энергия отдельных ударов, происходящих при схлопывании каверн, поглощается эластичным материалом с малым модулем упругости, допускающим очень большие деформации до достижения предела упругости. Поэтому разрушения не произойдет. Другой фактор, который еще предстоит [c.438]

Одна из причин, определяющих способность таких материалов сопротивляться кавитационному воздействию, состоит, по-видимому, в том, что удары, сопровождающие схлопывание пузырьков, распространяются лишь на очень небольшие расстояния от центра схлопывания. Хотя максимальные давления, развивающиеся при схлопывании пузырьков в условиях интенсивной кавитации, достаточно велики, чтобы разрушить любой известный материал, отдельные зоны высокого давления микроскопически малы, и давление, которое пропорционально 1/К, падает очень быстро [24, 32, 38]. Толщина резинового покрытия, по-видимому, во много раз превышает расстояние от центра схлопывания потенциально опасного пузырька до поверхности резины. Следовательно, энергия схлопывания может погло- [c.439]

Цилиндрический патрубок для наблюдения процессов, происходящих в фокусе, имеет два окна. На рис. 26 помещен фотографический снимок развивающейся в фокусе кавитации. Диаметр фокального пятна в этом концентраторе равен 3 мм. На площади фокального пятна была получена средняя интенсивность 7000 ет/см , а в центре— около 20 ООО вт/см , что приблизительно соответствует амплитуде звукового давления свыше 200 атм. Есть основания предполагать, что интенсивность в центре при работе этого концентратора в нормальном режиме может быть значительно увеличена. [c.51]

Через 300 мсек после выключения ЖРД 3-2 запускаются 2 ЖРД осадки топлива, развивающие тягу по 32 кг и работающие около 86 сек до начала вентиляции бака жидкого водорода. Вентиляционная магистраль начинается у редукционного клапана бака и заканчивается двумя соплами малой тяги, расположенными под 180° на обшивке приборного отсека и дающими тягу, регулируемую пневматическим блоком, от 20 до 3 кг. Система обеспечивает выброс массы, при котором не создается отрицательных ускорений и возмущений, приводящих к кавитации топлива в трубопроводах перед запуском 3-2. [c.22]

Для интенсификации некоторых технологических процессов используется явление кавитации, развивающееся в поле иптенсивйых ультразвуковых волн. Однако измерение звукового давления в режиме кавитации сопряжено с известными трудностями. Кавитация, как правило, быстро разрушает пьезоэлемент приемника ультразвука, помещаемый в ультразвуковое поле. Чтобы защитить приемный элемент от разрушающего действия кавитации стали применять волноводные щупы, у которых в [c.347]

Ограничивая число переменных, можно сформулировать соотношение подобия для кавитации, развивающейся из ядер кавитации на гладких поверхностях. Кнэпп [44] указал, что из уравнения Рэлея для роста или схлопывания пузырька [уравнение (4.6)] можно получить параметр динамического подобия сферических каверн в жидкостях с одинаковой плотностью [c.282]

О природе кавитации и механизма ее разрушительного действия на гидравлические агрегаты и их элементы существует несколько гипотез, наиболее распространенная из которых сводится к следующему. При понижении давления в какой-либо точке потока жидкости ниже давления насыщенных ее паров при данной температуре жидкость вскипает (происходит ее разрыв), выделившиеся же пузырьки пара увлекаются потоком и переносятся в область более высокого давления, в которой паровые пузырьки конденсируются (смыкаются). Так как процесс конденсации парового пузырька (каверны) происходит мгновенно, частицы жидкости перемещаются к его центру с большой скоростью, в результате кинетическая энергия соударяющихся частиц жидкости вызывает в момент завершения конденсации (в момент смыкания пузырьков) местные гидравлические удары, сопровождающиеся резкими забросами давления и температуры в центрах конденсации. Если конденсация паровых пузырьков будет происходить у стенки канала, то последняя будет подвергаться со стороны движущихся частиц жидкости непрерывным гидравлическим микроударам. В результате при длительной кавитации под действием указанных гидравлических ударов и одновременном воздействии высокой температуры, развивающейся в центрах конденсации, происходит поверхностное разрушение (эрозия) деталей. [c.45]

Однако последние наблюдения позволяют заключить, что кавитация и кавитационное разрушение поверхностей деталей гидроагрегатов происходит в основном в результате механического воздействия на них гидроударов при смыкании воздушных кавитационных каверн (пузырьков), а также в результате воздействия на поверхности развивающихся при этом высоких температур. Механизм явления схематически можно представить в следующем виде. При попадании расширившихся в зоне пониженного давления воздушных пузырьков в зону повышенного давления они с большой скоростью (скачкообразно) смыкаются (захлопываются), причем более мелкие из них растворяются в жидкости, а более крупные резко у.мень-шаются в объеме. Теоретические расчеты показывают, что скорости встречи стенок смыкающегося пузырька (каверн) могут достигать нескольких сотен метров в секунду. При этом частицы жидкости перемещаются с большей скоростью к центру пузырька, в результате чего кинетическая энергия этих частиц вызывает местные гидравлические удары с большими, мгновенно нарастающими забросами ударного давления в центре пузырька. [c.47]

Если ликвидация (конденсация) кавитационных пузырьков будет происходить у стенки канала, то она будет подвергаться непрерывным гидравлическим ударам со стороны быстродвижу-щихся частиц жидкости. В результате при длительной кавитации под действием указанных гидравлических ударов и одновременном воздействии высокой температуры, развивающейся в центрах конденсации, происходит поверхностное разрушение (эрозия) деталей. [c.93]

Особо важный вклад в понимание кавитации внес лорд Рэлей, опубликовавший в 1917 г. статью О давлении, развивающемся в жидкости при схлопывании сферической каверны [43]. Рэлей использовал предложенную Безантом в 1859 г. постановку задачи о пустой полости в однородной жидкости при постоянном давлении на бесконечности [2] Бесконечно большая масса однородной несжимаемой жидкости, на которую не действуют силы, находится в состоянии покоя. Жидкость внутри некоторой сферической поверхности мгновенно исчезает. Требуется найти мгновенное изменение давления в любой точке жидкости и время заполнения полости, полагая, что давление на бесконечности остается постоянным . Рэлей решил эту задачу с помощью уравнения энергии способом, отличным от более раннего решения Безанта, который использовал уравнения неразрывности и количества движения непосредственно. Однако Безант не развил свое решение и не применил его для исследования кавитации, как это сделал Рэлей. Сначала Рэлей вывел выражение для скорости и на произвольном радиальном расстоянии от центра каверны г, где г>7 (Я — радиус каверны). Через 11 обозначалась скорость поверхности каверны в момент времени t. В случае сферической симметрии радиальное течение безвихревое, его потенциал и скорость определяются выражениями [c.124]

Величина давления в момент схлопывания, по-видимому, никогда не была определенно зафиксирована экспериментально. Хэррисон [12] сообщал об измерениях давления в жидкости на расстоянии 10 см от центра схлопывания, которые дали максимальные значения до 10 атм. Он пришел к выводу, что в центре схлопывания давление достигало 4000 атм. В интересном исследовании разрушающего действия кавитации Саттон [47] определял напряжения на твердых поверхностях при ударе с помощью фотоупругих материалов и камеры Эллиса с ячейкой Керра. Он получил значения давления до 2-10 ат, однако они основаны на недостаточно точно известных характеристиках фотоупругих материалов при динамическом нагружении. Подобные несистематические данные не дают представления об истинных значениях давления, развивающегося в момент схлопывания каверны. [c.178]

По поводу других эффектов высказывались различные предположения. Паултер [64] выдвинул интересную гипотезу о том, что под действием давлений, развивающихся при схлопывании каверн, жидкость загоняется в трещины на поверхности материала, где и остается. Если жидкость не вытекает достаточно быстро из трещины, то после того, как пик давления будет пройден, возникнут большие растягивающие напряжения. Чтобы доказать существование такого механизма, Паултер проводил опрессовку проб жидкости с погруженными в них стеклянными или кварцевыми стержнями. При снятии высокого давления стержни растрескивались. Однако для проявления этого эффекта требовалось относительно большое время опрессовки. В условиях кавитации этот механизм, очевидно, не играет важной роли, так как во всем цикле схлопывания каверны фазы подъема и падения давления имеют примерно одинаковую продолжительность и фаза высокого давления не является преобладающей. [c.430]

Интенсивности разрушения в стационарных потоках очень малы по сравнению с интенсивностями разрушения при обстреле поверхности каплями. Это большой недостаток, так как продолжительность испытаний увеличивается в несколько сот раз. Одна из причин столь большого различия, по-видимому, объясняется величиной давления, развивающегося при ударе капли о поверхность. В стационарном потоке максимальное давление равно давлению торможения, в то время как при ударе капли жидкости о поверхность может развиваться гораздо более высокое давление. Эрозия в стационарных течениях, как правило, отличается по виду от эрозии, вызываемой ударами капель или кавитацией. Это, по-видимому, справедливо и для опытов Деккера, хотя нельзя утверждать, что в его установке кавитация полностью отсутствовала. С другой стороны, распределение материалов по относительному сопротивлению, определяемое в испытаниях на эрозию в стационарном течении, аналогично получаемому другими методами. [c.476]

Явление кавитации наблюдается в трубопроводах, находящихся под пониженным давлением, оно наблюдается при работе быстроходных центробежных насосов, рабочих колес гидротурбин, лопастей винтов, у крыльев судов на подводных крыльях, и т. д. Кавитация оказывает вредное действие на работу машин и трубопроводов увеличиваются потери энергии на трение, понижается КПД, развиваются опасные вибрации и происходит так называемая кавитационная коррозия металлов, т. е. разрушение металла вследствие развивающихся многочисленных гидравлических ударов. Вначале с поверхности металла, подвергаемого кавитационной коррозии, выкрашиваются отдельные кусочки, а затем процесс быстро распространяется в глубь металла, охватывая своим разрушающим действием все большие участки. В результате металл становится рыхлым, губчатым и в конце концов совсем разрушается. Часто к кавитационной коррозии добавляется хн.М че-ская коррозия, и процесс разрушения металла еще больше ускоряется. Во избежание кавитационных явлений или с целью у мень-шения их отрицательного действия приходится ограничивать частоту вращения рабочих колес гидравлических машин, вингов судов, уменьшать скорость движения судов на подводных крыльях, изготовлять колеса, винты, крылья из антикоррозионных особопрочных материалов и придавать им специальные, порой весьма сложные, формы. [c.47]

Все рассмотренные случаи разрушения поверхностных пленок относились к механическому их разрушению кавитационными пузырьками. Но известно, что в кавитирующей жидкости многие химические реакции ускоряются [39]. Воздействовать па ход химических реакций можно через химически активный к пленке загрязнений газ, выделение которого в звуковом поле интенсифицируется (как было указано при анализе случая травления углеродистой стали), а также за счет повышения химической активности моющей жидкости благодаря образованию в ней свободных радикалов и изменению вследствие этого ее окислительновосстановительных свойств. Известно, что при кавитации в воде образуется перекись водорода [30] — довольно активный окислитель. Большинство исследователей связывает ускорение химических реакций с высокими температурами, развивающимися при захлопывании кавитационных пузырьков. Однако прямых экспериментальных исследований, устанавливающих связь между скоростью удаления характерных загрязнений и ускорением химических реакций в кавитирующей н<идкости, не проводилось, поэтому предположение о роли последних в процессе разрушения поверхностных пленок — сугубо гипотетическое. [c.179]

Морской флот определил еще одну УДовые турбины широкую область применения паровых турбин, в которой паровая машина ис-.Р Пала свои возможности установкой мощностью 35 ООО л. с. 17 500 л. с., 1900 г.). Первое опытное судно Турбиния Урбинами радиального типа, развивавшими 8 000 об1мин, 0 сооружено Ч. Парсонсом в 1894 г. Явление кавитации работе винта с 8 ООО об/жмн, вызвало перестройку Тур- [c.395]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...