Кавитация газовая, паровая

Остановимся теперь на вопросе о зародышах кавитации. Чистая жидкость имеет порог кавитации (теоретически [42]) 10 Па. Зародыши в ней могут возникать только вследствие гетерофазных флуктуаций. Но реально кавитационная прочность жидкостей, в том числе и воды, редко превышает 10 Па, что означает, что в жидкости присутствуют достаточно крупные стабильные пузырьки газа. Общепринятой гипотезой, объясняющей их возникновение и длительное существование, является следующая. В очищенной воде, дегазированной и профильтрованной, количество пузырьков ничтожно мало, и ее прочность может достигать около 3-10 Па [33]. Под действием космического излучения молекулы воды распадаются, образуя водород и кислород, которые растворяются в воде. Через некоторое время их концентрация возрастает до такой степени, что из-за флуктуаций могут образоваться пузырьки размерами 2 10 см. На поверхность этих пузырьков попадают молекулы поверхностно активных веществ, которые всегда, хотя и в малом количестве, присутствуют в жидкости. Мономолекулярный слой таких веществ на поверхности пузырька полностью останавливает диффузию газа из пузырька в жидкость, и даже в жидкости, где концентрация растворенного газа намного меньше насыщенной, такой пузырек будет жить длительное время. Броуновское движение пузырьков приводит к их столкновению и слиянию. Таким образом, возникают более крупные пузырьки, которые и обусловливают реальную кавитационную прочность жидкости. Зародышами кавитации могут служить и твердые несмачиваемые частички, а также газовые включения в трещинах и порах твердых поверхностей. В некоторых жидкостях, например в жидком гелии и водороде, зародышами кавитации являются паровые пузырьки, возникающие либо на теплых поверхностях вследствие локального вскипания, либо на треках пролета ионизующих частиц космического излучения. Это открывает возможности применить акустическую кавитацию для регистрации ионизующего излучения [29]. [c.159]

Уравнения (3.1.9) и (3.1.10), в частности, описывают динамику процесса в демпфирующих устройствах, устанавливаемых в трактах ЖРД, ракеты и стендовых системах для подавления колебаний [21 ] или для обеспечения имитации объектовых условий на стенке [18]. Кроме того, этими же уравнениями иногда описываются динамические характеристики участков гидравлических трактов, в которых присутствует вторая, газовая (паровая), фаза, например зона кавитации. [c.152]

Под кавитацией подразумевают возникновение и рост пузырьков пара или растворенного в жидкости газа, вызванные понижением давления при постоянной температуре (см. п. 1.6). Рост возникшего пузырька сопровождается испарением жидкости внутрь него (паровая кавитация) или диффузией газа (газовая кавитация). Но, как правило, имеют место оба процесса и кавитация является парогазовой. Кавитационные пузырьки возникают в тех точках потока жидкости, где давление падает до некоторого малого значения ркр. которое близко к давлению насыщенного пара при данной температуре, но зависит от ряда факторов степени насыщения жидкости растворенным газом, наличия примесей и твердых частиц, состояния обтекаемой поверхности. Формы проявления и развития кавитации многообразны и пока не существует их четкой классификации и общепринятых терминов. В отечественной литературе различают две основные стадии кавитации начальную и развитую. [c.398]

В парожидкостных системах под влиянием изменения внешнего давления и (или) процессов теплообмена объемы пара и жидкости могут значительно изменяться во времени. Для многих приложений модельной задачей здесь служит расширение (схлопывание) сферической газовой полости в жидкости (подводный взрыв, кавитация). Эти нестационарные задачи успешно решаются с использованием приближения невязкой несжимаемой жидкости. То же приближение оказывается вполне оправданным при анализе динамики паровых пузырьков при кипении. Настоящая глава посвящена нестационарным течениям эффективно невязкой жидкости. [c.231]

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]

Величина р зависит от вида кавитации (паровая, парогазовая, газовая) и от законов изменения состояния газа. При изотермическом законе изменения состояния газа р определяется из [c.21]

Газовая кавитация вызывает рост вибрации в основном в диапазоне частот (1—10 кГц). Начальные стадии паровой кавитации наиболее отчетливо проявляются в диапазоне 5—30 кГц и выше, а ее дальнейшее развитие приводит к интенсивной вибрации во всем звуковом диапазоне частот. Одна из основных причин снижения кавитационных качеств центробежных насосов заключается в интенсивном вихреобразовании во входном патрубке и большой неравномерности скоростей на выходе из него. [c.164]

Эти формы кавитации по мере увеличения ее интенсивности проходят газовую и паровую стадии. При снижении давления (увеличении скорости потока) наступает такой момент, когда газовые пузырьки в результате анизотропной направленной диффузии растворенного в воде газа начинают резко расти в объеме. Происходит дегазация жидкости, которую часто называют газовой кавитацией так как при дегазации возникают импульсы давлений, то рост пузырька имеет циклический характер. [c.172]

Микропульсации давления в рабочих полостях поршневого насоса, являющиеся результатом вихреобразований в потоке, а также газовой и паровой кавитации, в значительной степени носят случайный характер. Они возбуждают силы, действующие на гидроблок и другие элементы, вызывая их вибрацию в диапазоне средних и высоких частот. [c.173]

Так как при развитии кавитации поток жидкости в различной степени насыщен паровыми и газовыми пузырьками, то при [c.124]

Механизм кавитации может быть представлен следующим образом. В любой жидкости имеются газовые или паровые пузырьки, служащие ядрами кавитации. При понижении давления до определенной величины в этих пузырьках происходит выделение паров жидкости и растворенных в ней газов. В результате этого пузырьки быстро увеличиваются в объеме. В дальнейшем, попадая вместе с потоком жидкости в зону повышенного давления, пузырьки сокращаются (захлопываются) вследствие конденсации паров, находящихся в них. Этот процесс конденсации происходит с довольно большой скоростью, сопровождается местными гидравлическими ударами, шумом, разрушением материала и другими нежелательными явлениями. Существует предположение, что уменьшение объемной прочности у многих жидкостей связано с содержанием в них различных примесей, например, твердых несмачиваемых частиц и парогазовых пузырьков, в частности, субмикроскопических пузырьков, служащих ядрами кавитации. [c.97]

Кавитация возникает сначала в виде мельчайших паровых или газовых пузырьков, которые быстро растут, образуя перемещающиеся каверны. В результате перемещения из области пониженного давления в область более высокого давления эти пузырьки захлопываются . На рис. 15-20,а [Л. 19] приведена фотография (с 20-микро- [c.418]

Одной из важнейших проблем в области современной гидродинамики является возникновение кавитации в жидкости. Под кавитацией подразумевается совместное существование паровой или газовой фазы с жидкой фазой. Эта паровая или газовая фаза возникает первоначально в виде мелких пузырей, распределенных внутри жидкости. Практически важен рост сопротивления, испытываемого погруженными телами при их движении в жидкости, когда возникает кавитация так, при наличии кавитации в потоке к. п.д. насосов и турбин уменьшается. Частным случаем общей проблемы кавитации, анализируемым в настоящей работе, является проблема динамического равновесия и скорости роста пузырей пара и газа. [c.226]

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]

В приведенном описании кипение, паровая и газовая кавитация считаются родственными явлениями, хотя и не одинаковыми во всех отношениях. Другое сходное явление представляет собой большая квазистационарная каверна, которая поддерживается благодаря так называемому вентиляционному эффекту. Это важное явление наблюдается при некоторых условиях, когда непрерывный поток газа всасывается естественным путем пли принудительно подается в область низкого давления за телом, возникающую вследствие гидродинамических эффектов. Большие вентилируемые каверны имеют много общих свойств с паровыми кавернами на некоторых промежуточных стадиях их развития, за исключением концевых областей вентилируемых каверн, из которых газ уносится без конденсации вследствие перемешивания с жидкостью. [c.15]

В результате испарения жидкости могут потребоваться отрицательные напряжения. Однако нерастворенные газовые частицы, пограничные слон и турбулентность изменяют и часто маскируют отличие критического давления рщ) от р- . Вследствие этого выражение (2.5) используется только для определения параметра, характеризующего паровую кавитацию. [c.64]

Заметим, что приведенные соображения относятся только к динамическому подобию газовых и паровых каверн при одинаковых прочих условиях. В других условиях каверны значительно отличаются. Нарушение подобия приобретает особенно важное значение при сравнении уменьшенных моделей с натурными объектами в этом случае кроме равенства значений числа кавитации К необходимо пропорциональное изменение поверхностного натяжения. [c.66]

По поводу влияния содержания воздуха заметим, что при очень высоких полных содержаниях газа [55], параметр Кг первоначально имеет большое значение, а затем уменьшается с уменьшением скорости Это, вероятно, связано с газовой кавитацией, обусловленной высоким содержанием газа. При малой скорости внешнее давление становится очень низким по мере приближения К к значению, при котором начинается кавитация. При высоком содержании газа может стать существенной газовая диффузия, прежде чем минимальное давление достигнет критического значения для паровой кавитации. [c.267]

Поэтому газовая кавитация может происходить при значениях К, больших Кг для паровой кавитации. При большой скорости внешнее давление велико в момент достижения критического значения минимального давления и газовая кавитация может не развиваться даже при высоком содержании газа. [c.268]

Как уже указывалось, кавитация относится к очень общим явлениям и не ограничивается только паровыми кавернами. Каверны могут быть заполнены газом при любом возможном давлении. В гл. 5 отмечается, что основные особенности стадий развитой газовой присоединенной или вихревой кавитации можно описать с помощью параметра Къ, представляющего собой параметр К, в который вместо давления пара подставлено давление газа. Поэтому, за исключением некоторых масштабных эффектов, картина течения должна быть одинаковой в случае газовых и паровых каверн, если Кь К одинаковы. [c.652]

Между фазами газовой и паровой каверны нет резкого перехода. Последующее поведение паровой каверны не отличается от поведения газовой каверны в первом случае. Если замедление происходит достаточно медленно, каверна продолжает укорачиваться до тех пор, пока не исчезнет совсем. При достаточно быстром замедлении каверна может отделиться от тела, как было описано выше. Процесс схода каверны с тела происходит аналогично отрыву каверны в конце каждого цикла квазистационарной паровой кавитации, описанной в гл. 5. [c.661]

В сущности кавитация есть не что иное, как кипение жидкости, только при кипении жидкости возникающие пузырьки представляют собой пузырьки пара, а при кавитации пузырьки могут быть как паровые, так и газовые. Как известно, вода при нормальном атмосферном давлении кипит при 100° С. При этой температуре давление насыщенных паров равно внешнему атмосферному [c.399]

Естественно рассмотреть сначала, как это было сделано и в случае газовой кавитации, динамику одиночного парового пузырька [16-191. [c.148]

Кавитация жидкости — это явление, когда пузырьки пара или паровоздушные пузырьки, появившиеся при давлении в движущейся жидкости, меньшем давления насыщенных паров, не выходят из нее, а попадая в область повышенного давления, с боль ной силой смыкаются (паровые пузырьки конденсируются, а газовые сжимаются). Разрушение пузырьков сопровождается шумом, вибрацией и местными гидравлическими ударами, приводящими к постепенному эрозийному разрушению ограничивающих поток твердых стенок. [c.11]

Однако для гидротормозов оба явления крайне опасны. Дело в том, что при развитых формах кавитации (и паровой и газовой). может иметь место срыв работы гидротормоз пе рестает создавать тормозной мо.мент, обороты на испытуемом двигателе могут возрасти, что повлечет еще более глубокое развитие кавитации, процесс убыстряется — тормоз сбрасывает все больше момент, двигатель выходит на более высокие обороты, п, если пе успеет сработать автоматика, может наступить разрушение машины. [c.35]

Рт Щ пузырек испытывает вынужденные стационарные колебания, не изменяя своих средних размеров. Внутри областей, где поставлены цифры пузырек растет, а в некоторых пределах области слева от минимального значения рт(Ю он захлопывается. Штриховая прямая соответствует так называемому блейковскому порогу кавитации с паровыми зародышами [4] рт = = Ар+2оШ. Из приведенных графиков можно сделать вывод, что при отсутствии пережатия жидкость начинает кипеть при значениях статических порогов давления выше, чем это дает формула для блейковского порога. Из приведенного рисунка видно также, что минимальные пороговые значения линейно растут с повышением частоты. Этот факт хорошо известен как газовая, так и паровая кавитация тем труднее возбуждается (при прочих равных условиях), чем выше частота звукового поля. 13 технологических применениях кавитации используют частоты ультразвука, как правило, не превышающее 26—30 кГц. [c.160]

Основными источниками вибрации центробежных насосов являются различные формы кавитации [10, 24, 32, 36]. В качестве примера на рис. IV. 1 представлена зависимость общего уровня вибрации Lx лопастного насоса центробежного типа от числа оборотов п на подобных режимах работы H/Q = onst и при постоянном кавитационном запасе Ah = onst, которая имеет три характерные области J, 2, 3. При переходе от бескавитационной работы насоса (область 1) к режиму с газовой кавитацией (область 2) происходит резкое возрастание вибрации, которое становится менее интенсивным в области паровой кавитации 3. [c.164]

Одним из источников вибрации ГЦН может быть кавитация. Она бывает различной. Газовая кавитация вьоывает рост вибрации в диапазоне частот от 1 до 10 кГц. Начальные стадии паровой кавитации отчетливо проявляются в диапазоне частот 5 — 30 кГц и выше, а ее дальнейшее развитие приводит к интенсивной вибрации во всем звуковом диапазоне частот. [c.87]

В гидравлическ1 х машинах (гидротурбины, гидропередачи, насосы) реализуются пространственные движения жидкостей с относительно большими скоростями, возникает сложное явление кавитации, когда внутри жидкости образуются области с газообразной фазой. При кавитации в жидкости возникают газовые или паровые пузырьки, резко изменяющие основное ее свойство — слабую сжимаемость. В жидкости с пузырьками газов или пара активно проявляется сжимаемость, резко уменьшается скорость звука. [c.8]

Если представить себе жидкость, свободную от примесей, то при давлении, равном давлению ее насыщенных паров, происходит вскипание жидкости, Это явление называется паровой кавитацией. Образовавшиеся при этом пузырьки пара переносятся потоком в область повышенного давления, пар конденсируется, и пузырьки схлопываются. Однако в потоке жидкости, как правило, содержится некоторое количество газа, мельчайшие пузырьки которого имеют радиус порядка и невидимы невооруженным глазом. Эти пузырьки воздуха - нуклеоны (зародыши) - переносятся потоком жидкости и, попадая в область низкого давления, начинают расти, Через поверхность пузырька происходит диффузия газа внутрь пузырька (или из него) в зависимости от концентрации газа в пузырьке и окружающей его жидкости. Это явление называется газовой кавитацией. Практически почти всегда наблюдается парогазовая кавитация. [c.18]

Слабое нагревание, вызывающее кипение in va uo , чрезвычайно ускоряло удаление растворённого газа. Этот процесс может быть значительно ускорен путем поддержания непрерывного парового столба в противном случае кипение прекратится кавитация не будет возникать, а воду можно перегреть, по крайней мере на 60—80° С, без кипения. Наверное, можно было бы достичь много большего перегрева, но особых попыток в этом направлении мы не предпринимали. Этот метод удаления газовых зародышей был во всех отношениях столь же эффективен, как и действие гидростатического [c.32]

На некоторых типах твердых поверхностей возможность образования зародышей de novo требует более серьезного рассмотрения. Харвей с сотр. [5] полагают, что мельчайшие паровые полости могут образовываться в результате статистических флуктуаций молекул. Они подсчитывают предельные условия, в силу которых такие полости, получая газ из раствора, могли бы превратиться в стабильные зародыши. Во-первых, большинство наших систем, которые давали легкую кавитацию, не находятся внутри этих граничных условий. Но гораздо более серьезные возражения вызывает их предположение о том, что статистические флуктуации молекул всегда будут образовывать паровые полости и притом с некоторой определенной скоростью. Экспериментальные данные отрицают это предположение, ибо образование таких полостей означает разрыв собственно жидкости и незначительные напряжения непременно создадут кавитацию. Однако теперь мы знаем, что вода в чистой стеклянной трубке не будет кавитировать, если удалены газовые зародыши. Мы должны помнить о том, что Диксон [2] достигал напряжений, часто превосходивших 100 атм, прежде чем водяной столб разрывался. Эти напряжения создавались довольно медленно, причем их нельзя было бы достичь, если бы постоянно образовывались крошечные паровые полости. И Кенрику с сотр. [6] не удалось бы перегреть воду до 270° С, если бы спонтанно возникали полости. [c.42]

Под кавитацией понимается местное выделение из жидкости в зонах пониженного давления ее паров и газов (вскипание жидкости) с последующим разрушением (конденсацией паровых и смыканием газовых) выделившихся парогазовых пузырьков при попадании их в зону повышенного давления. Это разрушение пузырьков сопровождается местными гидрявлическими микроударами большой частоты и высокого уровня ударных давлений. [c.44]

Схематически механизм возникновения кавитации и его разрушительного действия сводится к следующему. При понижении давления жидкости в какой-либо Точке потока до некоторой величины жидкость вскипает (происходит ее разрыв), выделившиеся же пузырьки газа и пара увлекаются потоком и переносятся в область более высокого давления, в которой даровые пузырьки конденсируются, а газовые сжимаются (смыкаются). Так как процесс конденсации парового и сжатия газового пузырька происходит мгновенно, частицы жидкости перемещаются к его центру с большой скоростью, в результате кинетическая энергия соуда- [c.44]

Паровая кавитация исследована значительно меньше она, по-видимому, имеет много общего с истинной газовой кавитацией. Паровые полости, возникающие при отрпна-тельных давлениях, захлопываются (если в фазе положи- [c.251]

Нагревая жидкость при постоянном давлении или понижая давление при постоянной температуре статическим способом или динамическим способом, т. е. в процессе движения жидкости, можно в конце концов достичь такого состояния, при котором в жидкости становятся видимыми и начинают расти паровые, газовые или парогазовые пузырьки, или каверны. Пузырек может расти с умеренной скоростью, если процесс роста определяется диффузией растворенных газов в пузырек или просто расширением содержащегося в нем газа при повышении температуры жидкости или понижении давления в ней. Рост пузырька будет взрывоподобным , если он обусловлен главным образом испарением окружающей жидкости в этот пузырек. Рост пузырька, вызванный повышением температуры жидкости, называется кипением, а если этот процесс обусловлен динамическим понижением давления, происходящим по существу при постоянной температуре, то он называется кавитацией. Рост пузырька вследствие диффузии в него газа при динамическом понижении давления называется дегазацией. Иногда этот процесс также называют газовой кавитацией (в отличие от паровой кавитации). [c.13]

В настоящее время считается, что эта теория правильно отражает влияние температуры на свойства чистых жидкостей без газовых или паровых ядер кавитации. Противоположные результаты получили Риз и Тревена [43а, 436], которые проводили измерения в стальных трубках Бертоле и нашлп, что растягивающие напряжения возрастают с ростом температуры для воды, четырехокиси углерода, анилина и жидкого парафина. В этом случае также неизвестно, происходит ли разрыв в массе жидкости или на стенке испытательного устройства. Полученные ре- [c.76]

Другими типами примеси являются устойчивые включения нерастворенного газа или неконденсированного пара, которые могут изменить эффективную прочность на разрыв пробы жидкости. Давно уже известно, что кипение начинается, если в жидкости имеются газовые или паровые ядра. Влияние содержания воздуха на кавитацию изучалось рядом экспериментаторов, которые искали связь между общим содержанием воздуха в жидкости и началом кавитации. В работах [10, И, 40, 59, 60] описаны эксперименты, в которых понижение давления достигалось гидродинамическим путем с помощью трубок Вентури. Хотя результаты, полученные разными экспериментаторами, не согласуются количественно и имеют большой разброс в каждой отдельно взятой совокупности данных, была обнаружена общая тенденция, заключающаяся в том, что с уменьшением содержания воздуха давление, при котором начинается кавитация, падает. При самых малых содержаниях газа в жидкости существуют растягивающие напряжения. Примеры полученных результатов представлены на фиг. 3.2. Акустические эксперименты также показали, что в дегазированных жидкостях начало кавитации затягивается [6, 45, 48, 50]. Другая картина складывается при сравнении жидкостей, содержащих растворенный и нерастворенный газ. По всей видимости, при полном растворении газа в жидкости ее прочность на разрыв остается очень высокой. Купер и Тревена [35] [c.83]

Если длина паровой или газовой каверны становится очень большой по сравнению с размерами тела, то ее называют суперкаверной. Суперкаверны образуются 1) вследствие роста присоединенной каверны или 2) вследствие вытеснения жидкости из гидродинамического следа за счет развития паровой кавитации, как в примерах, описанных в предыдущем разделе, или за счет подвода газа в области низкого давления в следе. При вдуве газа число кавитации уменьшается при неизменной скорости и абсолютном давлении. Это следует из формулы (2.3), где../Сь — число кавитации, выраженное в более общем виде через давление в пузырьке, а не через давление насыщенного пара. Каверны, поддерживаемые за счет подвода газа, называются вентилируемыми. Если в каверну подводится слишком много газа, то она может стать неустойчивой. В этом случае на ее поверхности возникают волны, и она пульсирует по длине и ширине. Другими словами, вентилируемые и паровые каверны, по-видимому, имеют много общего и обе по мере роста становятся более устойчивыми, чем более короткие присоединенные каверны. [c.220]

По-видимоыу, гистерезис, задержка по времени и наблюдаемые расхождения вследствие моделирования формы и параметров потока связаны с содержанием газа в исследуемой жидкости, а также концентрацией и характеристиками газовых ядер, присутствующих в жидкости и на поверхности твердого тела. Рассмотрим вначале явление гистерезиса. Характер впервые обнаруживаемой кавитации зависит от используемого экспериментального метода. При исчезновении кавитации наблюдаются скопления пузырьков, периодически разрушающихся подобно паровым кавернам с частотой в несколько циклов в секунду. (Эта начальная стадия называлась периодической [39] до появления термина исчезновение кавитации.) И наоборот, при проведении эксиериментов с уменьшением параметра К, начиная от бескавитационных условий, было обнаружено, что первым признаком кавитации при некотором значении /С, обычно является узкая и, по-видимому, устойчивая непрерывная линия или полоса. (Эта начальная стадия кавитации называлась стацио- [c.264]

Соотношения (6.21), (6.27) и (6.29) предполагают подобие всех явлений, определяющих образование ядер и механизм их роста, но не описывают подробно действительные механизмы этих процессов. Возможны несколько типов процесса возникновения кавитации. Кавитация может развиваться из ядер, которые либо циркулируют вместе с потоком жидкости, либо возникают в отдельных точках поверхности тела. Возможна как газовая, так и паровая кавитации. С учетом различных факторов, определяющих рост ядер кавитации, можно вывести несколько типов соотношений для Кг- Для каждого типа процесса можно вывести свой закон подобия. Двумя важнейшими факторами являются газовая диффузия и градиент давления в направлении потока в зоне возникновения кавитации. Ван-дер-Валле [74] исследовал возникновение кавитации из ядер с учетом этих факторов, а также влияния теплопроводности. Его основные выводы следующие [c.285]

Течение с развитой кавитацией, аналогичное рассмотренному выше, возникает в потоке, если число кавитации делается весьма малым. В этом случае за телом образуется большая кавитационная полость, заполненная парами воды и газами. Давление в каверне весьма мало и близко к давлению водяных паров. При обычных условиях в воде паровая кавитация возникает при очень больших скоростях, которые трудно воспроизводить в лаборатории. Введение в каверну газа, например воздуха, позволяет получить малое число кавитации и развитую каверну при малых скоростях буксировки, легко осуществимых в лаборатории. Метод искусственной (газовой) кавитации позволил, в частности, измерить сопротивления различных тел — конусов, диска, шара и эллипсоидов при кавитационнод режиме обтекания в опытовых бассейнах (Л. А. Эпштейн, 1948, 1949). Оказалось, что для диска и тупых конусов с ростом числа кавитации коэффициент сопротивления Сд. возрастает приблизительно как Сх (1 + о)-Однако для острых тел подходит лучше формула С" + а. Теоретическое исследование развитой кавитации в пространственных случаях шло главным образом по ЛИНИИ получения приближенных решений, согласующихся с физическим опытом. Изучение фотографий газовых каверн, применение теоремы о количестве движения и анализ осесимметричного кавитационного течения позволили сделать важный вывод о том, что сопротивление тела с каверной за ним, с точностью до поправочного множителя к, близкого к единице, равно произведению площади миделева сечения каверны на разность статического давления перед обтекаемым телом и давления в каверне. Это значит, что коэффициент сопротивления, отнесенный к ми-делеву сечению каверны, равен числу кавитации а. Полученный результат может служить теоретическим обоснованием возможности достижения весьма малого коэффициента сопротивления на больших скоростях для тела, тесно вписанного в каверну. Это очень важное обстоятельство впервые было отмечено в 1944 г. Д. А. Эфросом и затем развито рядом авторов. [c.42]

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]

Акустическая кавитация и распространение звука в пузырьковой (и вообще гетерофазной) среде представляет собой большую и сложную область исследований, имеющую существенное прикладное значение. В этой главе будут затронуты только основные аспекты акустической кавитации динамика газовых и паровых пузырьков, кавитационная область, кавитационая прочность жидкостей, явления, сопровождающие кавитацию, а также ряд вопросов распространения акустических волн в жидкости с пузырьками. [c.139]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...