Эффективность кавитации

Авторы полагают, что именно самофокусировка является причиной того, что эффективность кавитации для фокусирующего и плоского излу чателей оказывалась примерно одинаковой (из-за нелинейной сходимости пучка во втором случае). [c.214]

Глава 4. Эффективность кавитации. .....................................246 [c.222]

ЭФФЕКТИВНОСТЬ КАВИТАЦИИ 1. Основные определения [c.246]

Остаются первые два. На первый взгляд они совершенно адекватны, так как р и рш входят в линейной комбинации. Но здесь следует учесть, что при наличии кавитационной области изменение этих двух величин будет по-разному сказываться на индексе кавитации. Увеличение р будет уменьшать как количество кавитационных пузырьков, так и объем каждого из них. В пределе, при очень больших значениях р , кавитация просто будет полностью подавлена. При не очень больших значениях р трудно заранее сказать, как это скажется на кавитационной эрозии,— будет ли она монотонно спадать до нуля или в начале увеличение Ро вызовет быстрый рост пиковой мощности ударных волн, который перекроет уменьшение эрозии, обусловленное уменьшением количества действующих пузырьков. Во всяком случае, рост р будет увеличивать эффективность кавитации в степени, меньшей, чем /2- Нужно еще добавить, что, как на это впервые было указано в работе [33], рост Ро будет способствовать увеличению растворимости газов и, следовательно, рост Рг которое стоит в знаменателе в той же [c.254]

В процессе кристаллизации принято различать, как известно, два явления образование зародышей и их рост. Озвучивание повышает скорость кристаллизации (иногда в сотни раз) в первую очередь благодаря увеличению числа центров кристаллизации в результате диспергирования микрокристаллов, возникших в жидкой среде. По-видимому, ультразвук ускоряет и рост кристаллов. В последнее время показано, что процесс размельчения зерен поликристаллических агрегатов при действии ультразвука в значительной мере определяется явлением кавитации [183] факторы, уменьшающие эффективность кавитации (высокие частоты, внешнее давление), снижают также интенсивность этого процесса. [c.73]

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]

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]

Циркуляционный бак — элемент, наиболее характерный для вынесенных систем, — желательно располагать рядом с вспомогательными насосами, чтобы избежать большой протяженности трубопроводов. Баки могут иметь любые формы, но высокий бак предпочтительнее в том смысле, что в нем менее вероятно образование завихрений у всасывающего патрубка вспомогательного насоса. Размещение насоса около высокого бака обеспечивает положительный подпор жидкости на всасывании и помогает предотвратить кавитацию. Поскольку вспомогательный насос периодически демонтируется для ревизии или замены, компоновка оборудования должна обеспечивать этот демонтаж без опорожнения циркуляционного бака. В этом случае наиболее эффективным является применение отсечной арматуры. Арматуру необходимо устанавливать так, чтобы не увеличивать габариты системы и исключать опорожнение бака при демонтаже, например, обратного клапана (рис. 4.1, а). Рабочая жидкость после обратного клапана 1 поступает первоначально в полость, отделенную перегородкой 2, а затем сливается на свободную поверхность в баке. Избежать сифонного эффекта при замене клапана можно, если в перегородке предусмотреть отверстие 3 для подсоса воздуха. Таким образом, при демонтаже клапана теряется только количество жидкости, находящейся за перегородкой бака (у клапана). На рисунке 4.1,6 показано, как устанавливается насос 4, чтобы можно было отсоединить его без опорожнения бака. Пуск заново установленного насоса быстро перемещает жидкость по колену трубопровода 5, после чего заполняется весь контур. Участок трубопровода можно разместить и внутри бака (рис. 4.1, s). Камера всасывания 6 с фильтрующей решеткой имеет пробку S для сообщения камеры с атмосферой. Для осмотра и чистки решетки камеры без опорожнения бака крышка 7 выполняется съемной. [c.97]

При пайке алюминия и его сплавов чаще всего используются оловянно-цинковый (90% олова и 10% цинка) или оловянно-кадмиевый припой. Оловянно-цинковый припой вызывает наименьшую электролитическую коррозию основного металла. На механизм ультразвуковой пайки большое влияние оказывает возникающая в расплавленном припое кавитация. Рабочий стержень ультразвукового паяльника, нагреваемый от обычного теплового элемента, расплавляет припой, который затем растекается по поверхности спаиваемого шва. При возбуждении ультразвуковых колебаний стержня паяльника в силу мощных гидравлических ударов, образующихся при захлопывании кавитационных пузырьков, окисная пленка разрушается и расплавленный припой получает доступ к чистой поверхности основного металла, что обеспечивает хорошее качество спая (фиг. 32). Наибольшая эффективность процесса получается при низкочастотных ультразвуковых колебаниях, так как интенсивность кавитации повышается при уменьшении частоты. Поэтому для возбуждения ультразвуковых колебаний при пайке используются магнитострикционные вибраторы. Для того чтобы стержень паяльника не разрушался под действием кавитации, он должен быть прочнее окисной пленки. Поэтому рекомендуется изготовлять его из сплава серебра с никелем или покрывать слоем хрома. [c.909]

Из фигуры видно, что камера всасывания насоса расширена за счет сокращения дуги уплотнения, которая перекрывает только два соседних зуба. Правильность приводимых соображений о природе кавитации и эффективности рассмотренного метода борьбы с ней подтверждена серией специальных опытов, которые велись па стенде, изображенном на фиг. 67, [c.127]

Частично развившаяся кавитация характеризуется наличием установившейся кавитационной зоны определенных размеров, которая изменяет эффективную форму направляющей поверхности и стесняет живое сечение потока. Происходит местное повышение скорости течения, появляются вторичные движения жидкости. Из-за увеличения гидравлических потерь ухудшаются [c.25]

Значительный интерес представляет предложение об использовании оперения из эластичных материалов, прикрепляемого к выходной кромке лопастей осевых машин, для уменьшения степени развития кавитации и интенсивности связанной с ней эрозии. Результаты ряда исследований показали высокую эффективность этого метода применительно к гребным судовым винтам. [c.149]

В гидротурбостроении этот метод успешно применяется и для восстановительного ремонта уже частично разрушенных вследствие кавитации и наносов деталей проточной части, В центробежных и осевых насосах небольших размеров в этом случае более экономичной может оказаться простая замена изношенной детали новой, но в крупных насосах и особенно гидротурбинах применение метода покрытий для защиты различных деталей от кавитационно-абразивного износа является весьма эффективным средством. [c.170]

Эффективно использование в морской воде аустенитных и аустенитно-ферритных хромомолибденовых сталей. Высокая коррозионная стойкость этих сталей, в том числе и к коррозии в условиях кавитации, достигается при суммарном содержании хрома и молибдена более 30%, причем если содержание молибдена превышает 5%, коррозионная стойкость этих сталей резко возрастает. [c.26]

Развитие процесса гидроэрозии обычно приводит к интенсивному разрушению отдельных участков рабочей поверхности детали. Борьба с таким разрушением металла сопряжена с большими трудностями. Наилучший эффект получают в том случае, когда наряду с выбором эрозионно-стойкого материала ведут борьбу с самим явлением кавитации. В связи с этим во избежание кавитационного разрушения деталей целесообразно использовать наиболее удобные конструктивные формы, устраняющие явление кавитации, выполнять рациональный выбор материала или применять эффективную обработку, упрочняющую рабочую поверхность детали. [c.9]

В величину 3 входит сопротивление подводящих трубопроводов со стороны резервуара. Поэтому в трубопроводах может также возникнуть кавитация и большое реактивное переменное давление, снижающее эффективность сирены. Это реактивное давление можно погасить, подключив компенсирующую нагрузку со стороны подводящего трубопровода. Если сирена работает на определенной частоте, то в качестве такой нагрузки можно использовать резонатор (например, четвертьволновой отрезок трубы), подключаемый через тройник к питающему трубопроводу (рис. 5.3). Акустическая проводимость такого резонатора вблизи резонанса велика благодаря большой добротности. В зависимости от знака расстройки между его резонансной частотой и рабочей частотой сирены проводимость может изменяться в широких пределах по фазе. Это позво- [c.214]

Зародыши кавитации. Фактически всякая реальная жидкость, в частности вода, содержит различные растворенные вещества, в том числе растворенный газ, благодаря чему в жидкостях существуют парогазовые пузырьки, которые ослабляют ее локальную прочность и являются зародышами кавитации. Возникает, однако, вопрос, каким образом такие пузырьки могут существовать длительное время, т. е. быть стабильными, Ведь крупные пузырьки должны всплывать под действием выталкивающей силы, которая убывает с уменьшением радиуса пузырька, а мелкие пузырьки должны растворяться из-за большого давления, создаваемого силами поверхностного натяжения, возрастающего с уменьшением радиуса. По этому поводу существует две гипотезы, каждая из которых подтверждается косвенными экспериментами. Согласно первой из них, в жидкостях среди различных растворенных веществ содержатся и поверхностно-активные вещества, которые, адсорбируясь на поверхности пузырька, создают мономолекулярный слой, уменьшающий поверхностное натяжение. Вторая гипотеза объясняет стабилизацию мелких газовых пузырьков адсорбцией на их поверхности однозарядных ионов растворенных солей. Взаимодействуя с ионами другого знака, находящимися в окрестности пузырька, они будут препятствовать смыканию пузырька, стабилизируя его размеры. Такой механизм стабилизации формально также эквивалентен снижению эффективных сил поверхностного натяжения. Поэтому, отвлекаясь от конкретной причины стабилизации газовых пузырьков, существование которых является достоверным эксперимен- [c.124]

Физико-химические свойства СОЖ изменяются под действием ультразвуковых и магнитных полей, светового облучения. Эти явления используются для повышения эффективности СОЖ- За последние годы появились данные о положительном влиянии кавитации при подаче СОЖ. Введение кавитационных камер в трубопроводах на пути СОЖ может способствовать повышению ее эффективности. [c.99]

На фиг. 1.2 представлена фотография аналогичной зоны кавитации, полученная с помощью электронного импульсного источника света. Эффективная выдержка равна 1 мкс. Вид кавитационной зоны настолько изменился, что трудно представить фотографии, приведенные на фиг. 1.1 и 1.2, изображениями одного и того же явления. [c.16]

Кавитация возможна также и в других устройствах, не потребляющих и не вырабатывающих механическую энергию. Она может влиять на работу клапанов и фитингов, в которых происходит изменение скорости жидкости. Целый класс расходомеров проточного типа (трубки Вентури, расходомерные шайбы и сопла) перестает отвечать своему назначению, если возникает кавитация. В расходомерах такого типа расход определяется по измеренной разности давлений в большом и малом сечениях, за счет которой происходит ускорение потока. Любые изменения эффективного поперечного сечения или потерь давления между этими сечениями влияют на точность измерений. Если кавитация возникает в области сужения, где скорости выше, то она может явиться причиной одного или обоих видов погрешности. Имеется несколько исследований влияния кавитации на расходомеры проточного типа [7, 8]. [c.28]

Как отмечалось выше, согласно элементарной теории возникновения кавитации, каверны образуются, когда локальное давление в жидкости падает до давления насыщенного пара. Однако в действительности это явление значительно сложнее. Хотя экспериментальные исследования показывают, что кавитация действительно возникает при давлении, близком к давлению насыщенного пара, для воды и других жидкостей известны более или менее значительные отклонения, которые противоречат упомянутой теории. Определим давление насыщенного пара как равновесное давление паров жидкости при заданной температуре над существующей свободной поверхностью. При образовании каверны в однородной жидкости должен произойти разрыв, поэтому необходимое напряжение определяется не давлением насыщенного пара, а прочностью жидкости на разрыв при данной температуре. Естественно, возникает вопрос о величине напряжений, которые может выдерживать жидкость при растяжении, и их связи с экспериментально наблюдаемыми явлениями при возникновении кавитации. В этой главе мы рассмотрим влияние различных факторов на эффективную прочность жидкости на разрыв и возникновение кавитации сначала в чистых однородных жидкостях, а затем в системах жидкость — твердое тело, с которыми мы имеем дело на практике. [c.71]

Преждевременный выход из строя насосов наступает вследствие кавитации, которая в большинстве случаев является результатом неправильного выбора всасывающего фильтра. При применении дорогостоящих насосов высокого давления и большой подачи целесообразно применять дешевые подпиточные насосы (обычно центробежные), которые подают масло через фильтр непосредственно во всасывающую линию основного насоса. При этом помимо гарантированного подпора на всасывании можно обеспечить более тонкое фильтрование масла, поступающего в основной насос. Фильтры, установленные на всасывании, отличаются высокой эффективностью. Многочисленными исследованиями, проведенными ВНИИГидроприводом, а также зарубежными фирмами (например, фирмой Розайн), доказано, что установка всасывающих фильтров с тонкостью фильтрования 74 мкм по своей эффективности эквивалентна установке фильтров на линии нагнетания с тонкостью фильтрования 25 мкм. Устанавливать на линии всасывания фильтры с тонкостью фильтрования менее 74 мкм нецелесообразно. [c.261]

Для большинства подложек эффективна очистка в ультразвуковой ванне с растворителем. Степень ультразвуковой очистки зависит от частоты колебаний, их мощности, поверхностного натяжения и вязкости растворителя, расположения подложки относительно источника колебаний. Наиболее важное для очистки свойство растворителя — поверхностное натяжение чем оно выше, тем бо.пьше энергии высвобождается при кавитации. Однако для очистки поверхностей с микротрещинами целесообразно применять растворители с низким поверхност- [c.421]

А = 10-3 н.с/м2, -4- = 7-10 м. получаем 5 <,пт= м. Такой малый (10 мкм) зазор требует высокой точности обработки рабочих поверхностей, при этом возрастает стоимость изготовления устройства и существенно затрудняется регулировка зазора. Исчользуя соотношения [з], можно нейти, что диссипированная в зазоре мощность W-fp при <Г = 100 мкм (такой зазор обычно применят в процессах, протекающих с использованием воды) лишь на 26 (Дольше, чем при оптимальном зазоре. Это объясняется тем, что функция Л/тр( )при 0 < сильно зависит от аргумента, а при 5"оптЭ и°имость слабая. Необходимо подчеркнуть, что при 5 = 100 мкм импульсное возбуждение кавитации в воде по-прежнему эффективно [2]. [c.32]

Образование эмульсии под воздействием ультразвуковых колебаний происходит в основном вследствие кавитации, возникающей прежде всего на границе жидкость — жидкость и являющейся эффективным средством для эмульгирования нерастворяемых или труднорастворяемых в обычных условиях веществ. Размер частиц зависит от интенсивности ультразвукового поля и времени озвучивания. [c.240]

Поверхностное упрочнение ряда марок сталей может быть достигнуто, как известно, и при помощи азотирования. Однако в отнощении влияния азотирования поверхности детали на ее эрозионную стойкость при ударном воздействии струи воды и при кавитации не существует единого мнения. Одни, основываясь на опытах, считают азотирование поверхности не эффективным [Л. 2, 46 и 67], а другие [Л. 43 и 68] приводят экспериментальные данные, указывающие, что эрозионная стойкость азотируемой стали после азотирования увеличивается во много раз. Интересно отметить, что авторы работ 1[Л. 67 и 68], пришедшие к прямо противоположным выводам относительно влияния азотирования на эрозионную стойкость материала, исследовали одну и ту же марку стали — 38ХМЮА. Успех или неудача этого метода повышения эрозионной стойкости зависит, по-видимому, от выбора рациональной технологии и от целесообразности и тщательности последующей обработки поверхности после азотирования (см. [Л. 68]). [c.35]

Характерные особенности подвода теплоносителя в межтрубное пространство имеют промежуточные теплообменники АЭС с реакторами на быстрых нейтронах. При баковой компоновке первого контура, когда теплообменники погружены в натрий (см. рис. 2.8), наиболее простым и компактным способом подвода, обеспечивающим минимальные гидравлические потери, является истечение натрия из-под уровня в трубный пучок через окна, расположенные в корпусе. Условия подвода теплоносителя по периметру этих теплообменников неоднозначны, затруднен подвод со стороны стенки бака. Выравнивание потока в этом случае возможно за счет переменной площади сечения входных окон. Такое решение использовано в теплообменниках АЭС с реакторами БН-600 (см. рис. 3.22). Однако следует иметь в виду, что при недостаточном превышении уровня над входными окнами в таких подводах не исключена возможность захвата газа теплоносителем, который может привести к снижению эффективности теплообмена в теплообменнике и активной зоне, а также к кавитации насосов. Поэтому-необходим корректный учет возможности захвата газа во всех нормальных, переходных и аварийных режимах АЭС. Подводящее устройство, исключающее захват газа, а также повышающее стабильность распределения теплоносителя по периметру в щироком диапазоне расходов по сравнению с распределением в окнах с переменным сечением, применено в промежуточном теплообменнике АЭС Феникс (см. рис. 3.29). [c.57]

Исследование кавитационной стойкости различных материалов, в частности, нержавеющих сталей 1Х18Н9Т, 30Х10Г10, 0Х12НДЛ и разработка мероприятий по эффективной защите гидротурбин от кавитации. [c.473]

Разрушение поверхностей нижнего и верхнего колец, а также торцов лопаток направляющего аппарата вследствие щелевой кавитации в зазорах. между кольиами и торцами лопаток, о которых говорилось в 9, могут быть в значительной мере уменьшены устройством дополнительных уплотнений. Установленные по инициативе института Оргэнергострой на одном из агрегатов Эзминской ГЭС, такие уплотнения оказались весьма эффективными. Ликвидация нижнего подшипникового узла лопаток направляющего аппарата устраняет источник образования вихревых жгутов и, упрощая конструкцию, облегчает и ускоряет ремонтные работы. [c.148]

Исследования включают в себя изучение физико-механических свойств покрытий, определение их износостойкости при кавитации в гидроабразивной среде и проверку эффективности их работы на установках полупроизводственного и произодствен-ного характера. [c.175]

Горнер [Л. 14) проанализировал измеренные значения критического числа кавитации для некоторых глубоко погруженных симметричных профилей в зависимости от относительной толщины профиля. Он нашел, что критическое число кавитации близко соответствует зависимости ai = 2,l(tl2x), где (/2л — эффективная относительная толщина [c.422]

Той же фирмой Боге запатентована конструкция гидроопоры, посадочные (контактные) поверхности которой расположены под некоторым углом друг к другу (рис. 1.6), что позволяет установить гидроопоры ближе к центру масс виброизолируемого объекта и более эффективно использовать гасящие качества гидроопоры. Указанная гидроопора состоит из корпуса 1, верхней резиновой оболочки 2, к которой под углом к горизонтали закреплена опорная плата 3, и нижней мембраны 4, объем между которыми, разделен на рабочую 5 и компенсационную 6 камеры посредством резиновой перегородки 7 и заполнен жидкостью, в перегородке кроме кольцевой полости, имеющей выходы в камеры, предусмотрено дополнительно отверстие, закрытое язычком. При высоких перепадах давления в камерах язычок открывает отверстие для перепуска гидравлической жидкости из одной камеры в другую. Достоинством приведенной гидроопоры является также то, что ее конструкция позволяет избежать пиков давления жидкости и появления кавитации. Гидроопора обладает хорошими шумопоглощающими свойствами, так как практически по всей внутренней поверхности гидравлическая жидкость не имеет контакта с металлическими поверхностями [68, 101. [c.23]

Подача СОЖ с ультразвуковыми колебаниями (рис. 3, д). При этом способе СОЖ поступает в зазор между кругом и волноводом и образует промежуточную среду для передачи ультразвуковых колебаний к поверхности круга, что способствует очистке поверхности круга за счет кавитации из леньшает засаливание. Данный способ создает условия для достаточно эффективного шлифования даже весьма вязких металлов - меди, алюминия, трудно-обрабаты-ваемых сплавов на никелевой основе и др. Трудность реализации метода состоит в обеспечении точности зазора между волноводом и кругом, особенно при износе круга. [c.476]

Усиление рассеяния при резонансе объясняется тем, что, как уже говорилось, рассеянное поле образуется излучением ультразвука частицами, совершающими вынужденные колебания в поле первичной волны амплитуда же вынужденных колебаний в резонансе резко возрастает в число раз, равное величине добротности колебательной системы (см. гл. УП1), соответственно возрастает и интенсивность рассеяния. Для пульсационных колебаний воздушного пузырька в воде, например, это приводит к увеличению эффективного сечения рассеяния примерно на 12 порядков. Отсюда и сильное рассеяние ультразвука при возникновении в жидкости кавитации, когда, как мы видели, всегда находятся или образуются пузырьки резонансных размеров. Резонансное рассеяние успешно используется в гидроакустической эхо-локации рыбных косяков роль резонансных пузырьков в этом случае играют плавательные пузыри рыб. Резкое увеличение рассеяния при резонансе (в том числе и обрат1юе рассеяние, которое регистирируется эхо-локатором) позволяет уверенно определять и размеры рыб, и мощность косяка. [c.169]

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]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...