Кавитация в решетке

На основе результатов этих испытаний можно сделать некоторые интересные выводы. Чтобы получить один и тот же коэффициент подъемной силы, решетку требуется установить под большим углом атаки, чем изолированный профиль. Хотя, как видно на фиг. 7.29, для возникновения кавитации в решетке требуется больший угол атаки, чем для изолированного профиля при одном и том же числе кавитации, коэффициент подъемной силы при возникновении кавитации в обоих случаях почти одинаков. При сравнении профиля Кларка УН-6 с двумя другими было установлено, что в условиях бескавитационного обтекания оба профиля Кларка У имеют более высокое качество в решетке. Изолированный профиль оживальной формы эффективнее при малых коэффициентах подъемной силы, но при более высоких значениях этого коэффициента эффективнее решетка. Следует отметить, что ниже точки возникновения кавитации измеренная характеристика профиля Кларка УН-6 при всех значениях числа кавитации почти одинакова как при использовании его в решетке, так и при изолированном обтекании. Некоторые отклонения были замечены при испытаниях профиля Кларка У-6, особенно в случае изолированного обтекания. Еще большие различия были обнаружены при испытаниях оживального профиля. [c.367]

Рис, 51. Изменение коэффициента кавитации в зависимости от густоты решетки осевого рабочего колеса [c.137]

Рис. 1-21.. Сравнение условий возникновения кавитации на профиле Н.Э.С. 10168 в решетке при различной температуре воды.

Описанный расходомер используется для измерения расхода жидкостей и газов. Достоинствами его являются малое гидравлическое сопротивление, исключение возможности возникновения кавитации в потоке жидкости (или звукового запирания в потоке газа) и независимость показаний от условий входа (особенно при двух решетках). Недостаток — сравнительно малый перепад дав- [c.165]

Профиля для каждого из трех типов профилей показало, что во всех случаях кавитационная характеристика на стороне низкого давления профиля в решетке лучше, чем для изолированного профиля. Однако при небольших положительных или при отрицательных углах атаки, когда кавитация происходит на стороне высокого давления вблизи передней кромки, имеет место противоположная картина. На фиг. 7.30 приведены поляры профиля Н-6. Сплошные линии соответствуют характеристикам решетки пунктирные — изолированного профиля. Каждая пара кривых дает характеристику для одного значения числа кавитации. (Заметим, что у каждой пары кривых начало координат смещено по оси абсцисс.) Углы атаки отмечены на каждой кривой, поскольку они существенно различаются для рассматриваемых двух типов профилей. [c.365]

С качественной точки зрения эти различия в характеристиках изолированного профиля и решетки вполне естественны вследствие интерференционных эффектов, возникающих в решетке. Так, в присутствии соседних профилей отклонение от среднего давления в потоке на обеих сторонах профиля уменьшается. Это, по-видимому, сдерживает развитие кавитации на стороне низкого давления и стимулирует его на стороне высокого давления. По этой же причине, по-видимому, уменьшается подъемная сила профиля в решетке. [c.368]

Рассмотренная группа профилей имела острую или с небольшим радиусом закругления переднюю кромку, поэтому точка возникновения кавитации на стороне низкого давления при всех углах атаки находилась на передней кромке или вблизи нее. На основании сказанного можно предположить, что если увеличение угла атаки компенсирует влияние интерференции на подъемную силу, то не только суммарная разница давлений, действующих на обе стороны, но и распределение давления на профиле в решетке будут почти такими же, как для изолированного профиля при меньшем угле атаки. Интересно отметить, что для всех трех профилей это увеличение угла атаки составляет в среднем 1°. [c.368]

Фиг. 7.33. Коэффициент подъемной силы Сь в зависимости от числа кавитации для профилей NAS 10168 и NAS 10368 в замедляющих решетках [19]. а-профиль NAS 10168, =20,4-22,4-с, Re= (0,68-1.27) 10<> a/a l.OS /-сильная вибрация 2 возникновение кавитации в зоне I 3 — возникновение кавитации в зоне II г — возникновение кавитации в зоне III б —профиль NAS 10368, а/а = , 03, 0i=25,73°, tyj 7,8 8,6 С, Re (0,58 — 0,96) 10 , ///=1,237 / —сильная вибрация 2 — возникновение кавитации в зоне I 5 — возникновение кавитации в зоне II 4 — возникновение кавитации

Форма кавитации, представленная на рис. 1.18,6, реализуется в виде струйного течения, возникающего при кавитационном обтекании решетки профилей. Одна из стенок каверны при этой форме кавитации образуется свободной поверхностью струн жидкости. Струйное кавитационное течение возникает при сравнительно низких значениях чисел кавитации. Менее развитые формы кавитации на решетке профилей наблюдаются в виде периодически возника-К)Щих на профиле и сносящихся вниз по потоку каверн (подобная форма кавитации обозначена на рис. 1. 18, а цифрой 3). [c.57]

Подобное течение потока в межлопастных каналах шнека, как отмечается в работе [111], ближе всего соответствует модели частичной кавитации, предложенной в работе [98]. Последнее обстоятельство является весьма важным, так как модель струйного кавитационного обтекания решетки профилей шнека, как будет показано далее, может служить приемлемой основой (особенно после введения одного полуэмпирического коэффициента) для количественного описания частичной кавитации в осевых шнековых преднасосах (работа [98] будет проанализирована в конце настоя-ш,ей главы). [c.14]

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]

КАВИТАЦИЯ — образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью, исчезновение которых сопровождается кратковременным возрастанием давления, разрушающего твердые тела КОЛЕБАНИЯ [характеризуют движения или процессы, обладающие той или иной степенью повторяемости во времени автономные описываются уравнениями, в которые явно не входит время случайные имеют место при тепловом движении связанных частиц твердых тел в колебаниях их относительно узлов кристаллической решетки внутримолекулярные возникают при смещении положений атомов в молекуле от их равновесных положений время когерентности двух рассматриваемых гармонических колебаний с различными циклическими частотами приближенно] [c.241]

Электрохимическая теория кавитационной эрозии обязана своим появлением тому, что в отдельных случаях, как было установлено наблюдениями, катодная защита в известной мере снижает интенсивность разрушения деталей гидромашин. Последователи электрохимической теории [94, 97] считали, что основной причиной кавитационного разрушения служат электролитические и химические явления, происходящие в кристаллической решетке металла под воздействием кавитации. Однако кавитационная эрозия таких материалов как стекло, нейлон, бакелит и другие, отмеченная впоследствии, поставила под сомнение основные положения электрохимической теории. [c.27]

Дальнейший процесс проведения испытаний и получения гидродинамических характеристик решетки профилей при разных степенях развития кавитации аналогичен ранее рассмотренному методу исследования изолированных профилей. Рассмотрим в качестве примера исследования решетки профилей формы Кларк Уд. [c.24]

Тихоходные крыловые турбины уместны при относительно больших напорах, но тогда во избежание кавитации необходимо иметь малое значение ее коэффициента. Для его снижения надо уменьшать разность давлений на лицевую и тыльную поверхности крыльев, т. е. увеличивать их площадь (число и длину) или, иначе, густоту решетки. Это ведет к увеличению потерь в колесе и снова к снижению к. п. д. [c.110]

Разрушение ионных кристаллов в узле решетки, соответствующем вакансии положительного иона (положительная дырка ) Электронная эмиссия при разрушении твердых тел, нарушении контакта между фазами с различной электронной плотностью, а также при кавитации и трении [c.350]

До сих пор рассматривались основные характеристики кавитации без учета условий течения, при которых она происходит. Направляющие поверхности упоминались лишь в общем смысле. Следующие три раздела более конкретны, поскольку они посвящены трем обычным случаям течения, представляющим особый интерес для гидравлических устройств течению в криволинейных каналах, обтеканию изолированной лопатки или гидропрофиля, а также обтеканию решетки гидропрофилей. В основном будут рассмотрены плоские течения. В настоящем разделе рассматривается плоское течение в криволинейном канале конечной ширины. [c.331]

Число кавитации К для изолированного гидропрофиля определяется соотношением (2.5). Зоны, в которых происходит кавитация, обозначены следующим образом I — зона кавитации у передней кромки иа стороне высокого давления профиля, II — зона у передней кромки на стороне низкого давления профиля и III—зона в хвостовой части стороны высокого давления профиля. Сравнение характеристик решетки и изолированного [c.363]

Как было отмечено в начале разд. 7.9, данные о характеристиках решеток применяются в основном в расчетах конструкции вращающихся элементов гидравлических машин. Однако в гидравлических машинах вследствие перехода энергии между жидкостью и направляющими поверхностями суммарная энергия потока не остается постоянной, а либо возрастает, либо уменьшается в зависимости от направления потока энергии. Это, очевидно, и влияет на кавитационные характеристики решетки, так как, если энергия сообщается потоку, то уровень давления должен увеличиваться следовательно, при прохождении потока через решетку число кавитации также должно возрасти. Наоборот, если энергия отбирается, то число К должно уменьшиться при прохождении потока через решетку. Это влияет на длину кавитационной зоны в данной решетке и может также изменить число кавитационных зон, которые образуются на каждом профиле. Кроме того, можно ожидать, что развитие обычного пограничного слоя вдоль профиля и соответствующие бескавитационные характеристики срыва могут быть в этих двух случаях различными. Ясно, что распределение давления вдоль по- [c.368]

Сказанное не справедливо для изменения числа Кг с изменением расхода, если установка содержит движущиеся части. В таких случаях изменения расхода могут привести к соответствующему изменению направления, а также величины скорости потока. Этот вопрос обсуждался в разд. 7.8 и 7.9 при рассмотрении влияния изменения угла атаки на характеристики одиночного гидропрофиля или решетки профилей. Подобный эффект наблюдается также в канале ниже решетки, хотя в этом случае термин угол атаки обычно не используется. Не раз будет показано, что интервал изменения числа Кг гораздо шире интервала изменения числа /С/. Более того, изменения этих двух чисел могут происходить противоположным образом. Для примера рассмотрим участок входа в центробежный насос. Если входные условия в остальном неизменны, то уменьшение расхода потока приведет к увеличению числа Кг и, следовательно, к уменьшению тенденции к кавитации. Однако с уменьшением расхода потока изменяется угол натекания потока на входные кромки лопастей рабочего колеса. Это может вызвать резкое увеличение числа Кг на рабочих лопастях и увеличение тенденции лопастей к кавитации. Если при этом Кг>Кт, то кавитация будет развиваться, хотя общие условия течения стали менее напряженными. [c.607]

Кавитационная зона у входной кромки лопасти удлиняется по мере уменьшения входного давления в виде сравнительно узкой пелены, присоединенной к передней кромке лопасти. От места смыкания каверны с профилем становится видимым флажок Шмелевой Кавитации, который увеличивается по длине лопасти, расширяясь Клином к выходу из решетки. [c.13]

Решение задачи об обтекании решетки плоских пластин в режиме частичной кавитации [c.15]

В дальнейшем будет показано, что результаты решения задачи по струйному отрывному обтеканию решетки плоских пластин в режиме частичной кавитации можно использовать при определении интересующих нас зависимостей размеров кавитационных каверн от входного давления и расхода через насос (или от числа кавитации и параметра режима д) для режимов без обратных токов. [c.16]

В то же время уточнение модели каверны не улучшило согласование расчетных и экспериментальных значений диапазона сун е-ствования кавитационных автоколебаний по входному давлению (см. рис. 3.1). Согласование расчетных и экспериментальных границ области устойчивости системы шнеко-центробежный насос— трубопроводы по отношению к кавитационным колебаниям является весьма сложной задачей, решение которой оказалось возможным только после определения интегральных характеристик неустановившегося кавитационного обтекания решетки плоских пластин на режимах частичной кавитации (см. гл. 7). [c.79]

Большое внимание в книге уделено вопросам методики моделирования кавитационных течений (гл. 2, 6). В частности, в гл. 6 подробно обсуждаются различные точки зрения на так называемый масштабный эффект в различных стадиях развития кавитации. В гл. 7 собраны и обстоятельно рассмотрены вопросы влияния кавитации на гидродинамические характеристики элементов конструкций различных аппаратов и гидромашин (гидрокрылья и стойки, направляющие лопатки, решетки и т. д.). В гл. 8 рассмотрены вопросы механического воздействия кавитации на материалы. [c.7]

Направляющие лопатки обычно относятся к вспомогательным устройствам, используемым для изменения направления движущейся жидкости. Они могут использоваться изолированно или в решетке. В этом разделе будут рассмотрены только изолированные направляющие лопатки. Следующий раздел будет посвящен решеткам. Определению потерь на направляющих лопатках уделялось значительно меньше внимания главным образом потому, что если даже эти потери велики, то они обычно составляют лишь небольшую часть энергии потока. Однако в последнее время стали применять тщательно подобранные гидропрофили для направляющих лопаток. Многие из рассуждений относительно течений в криволинейных каналах применимы к обтеканию изолированного гидрокрыла. Однако понятие числа кавитации потока упрощается, поскольку для любого тела, помещенного в поток, движущийся с постоянной скоростью Уо и постоянным давлением ро, оно будет постоянным и равным числу кавитации К, которое в соответствии с соотношением (2.5) имеет вид [c.339]

При понижении входного давления развитие кавитации проявляется в увеличении ширины и длины паровой каверны и следа. При определенном давлении каверна со следом занимают уже всю длину лопатки (см. рис. 3.56, б) и след размывается потоком за решеткой. Площадь проходного сечения межлопаточного канала уменьшается, скорость Шзср увеличивается, окружная составляющая С2и и теоретический напор снижаются (см. рис. 3.50 и 3.56, б). Дальнейшее уменьшение входного давления приводит к скачкообразному увеличению длины каверны с выходом ее границы за пределы решетки (см. рис. 3.56, в). Происходит отрыв потока жидкости от нерабочей стороны лопатки. Наступает суперкавитационное (отрывное) течение в решетке. Предшествующее ему по давлению течение называется предсуперкавитационным. Это течение соответствует срывному режиму работы шнека. Срывной кавитационный режим по [c.191]

Ки. Подача воды в рабочий участок производится центробежным на сосом, обеспечивающим скорость в рабочей камере до 30 л/сек. Приводами насоса служат два электродвигателя мощностью 300 И 400 л. с. Напорный бак установки разделен на три полости и играет роль ресорбера. Система подвижных стенок из звеньев, как видно на рис. 1-8, обеспечивает более плавное управление потоком в рабочей камере по сравнению со схемой предыдущей установки. В рабо- чей камере трубы может устанавливаться решетка из пяти гидропрофилей таких же размеров, как в описанной ранее установке. Измерительная аппаратура позволяет проводить исследования гидродинамических характеристик решеток гидропрофилей в более широком по сравнению с предыдущей установкой диапазоне скоростей и, следовательно, кавитационных параметров (чисел кавитации). [c.13]

При коррозионных растрескивании и усталости основное воздействие механического фактора определяется действием растягивающих напряжений первого рода, т. е. напряжений макромасштабных, уравновешиваемых в объемах, соизмеримых с размерами детали. Для разрушений типа кавитации основную роль играют напряжения второго рода, т. е. микронапряжения, уравновешивающиеся в пределах элементов структуры металлов. При эрозии или истирающей коррозии характерно воздействие напряжений третьего рода (субмикромасштабных), уравновешивающихся в пределах элементов кристаллической решетки. Механическое воздействие в этом случае распространяется, главным образом, на поверхностные слои атомов структуры металлов или оксидные пленки. [c.109]

В данной главе рассмотрены лишь некоторые проблемы механики осесимметричных и двумерных суперкаверн, демонстрирующие некоторые основные особенности течений с полностью развитой кавитацией. Важными проблемами также являются задача о произвольной трехмерной суперкаверне (включая треугольные гидрокрылья и гидрокрылья конечного размаха, а также тела вращения под углом атаки), влияние силы тяжести (включая задачи о входе в воду и о движении вблизи свободной поверхности воды), суперкавитация решеток и винтов, а также задача о гидроупругости при суперкавитации. Последняя связана с нестационарностью каверны, обусловленной ускорением или колебаниями и вибрацией тела, на котором она образуется. Изменение сил и моментов, а также длины каверны в зависимости от динамических параметров и числа кавитации рассматривалось во многих работах, включая [27, 42, 78, 83, 96]. Помимо литературы, цитированной в данной главе, дополнительные сведения по всем этим и другим вопросам можно найти в кратком библиографическом списке, приведенном в конце главы. Список работ, в которых рассматриваются подводные крылья и решетки, приводится в гл. 7. Глава 12 посвящена задачам, связанным с поверхностями раздела и входом тел в воду. [c.250]

До второй мировой войны было проведено относительно мало фундаментальных исследований решеток, хотя некоторая информация относительно влияния кавитации на характеристики изолированных профилей, а также винтов и насосов имелась. В 1931 г. Бетц и Петерсон [3] применили теорию свободных струй Кирхгофа для расчета течения через решетку плоских пластин. Эти результаты соответствовали условию полного срыва потока или суперкавитации. В 1932 г. Лангер [15] сравнил экспериментальные данные с этой теорией. Гонгвер [10] использовал результаты Бетца—Петерсона для анализа предель- [c.358]

На фиг. 7.25 и 7.26 показаны трубы Нумачи в разрезе. Специфической особенностью этих труб являются их рабочие части. Они имеют подвижные стенки ниже по потоку от решетки, наклон которых можно регулировать, чтобы согласовать его с направлением потока за решеткой с бесконечным рядом профилей. Поток перед решеткой вытекает из сопла следовательно, его направление задано. Угол атаки определяется углом установки решетки относительно оси сопла. На этой установке при каждом изменении угла атаки необходимо изменять положение стенок трубы 5-1 и 5-2 (фиг. 7.25). Нумачи использовал решетки, состоящие из 5—9 гидропрофилей, каждый из которых имел хорду длиной 100 мм и размах длиной 100 мм. Центральный профиль, расположенный против смотрового окна рабочей части, устанавливался на весах. Первоначально измерялись подъемная сила и сопротивление. В новой высокоскоростной трубе измерялись подъемная сила, сопротивление и момент. В работе, содержащей первые результаты, полученные в этой трубе [20], Нумачи привел характеристики решетки при положении стенок, приближенно воспроизводящем условия течения в случае нерегулируемой выходной скорости, при которых проводились эксперименты ранее, и сравнил их с характеристиками, полученными при положении стенок, согласованном с углом потока на выходе. Он обнаружил существенные различия в характеристиках, а при некоторых углах атаки неустойчивость, которая свидетельствует о существовании двух режимов течения. Еще более отчетливо эти два режима проявились в аналогичных испытаниях, проведенных в условиях кавитации, при которых в случае нерегулируемого выхода потока были получены две различные [c.360]

Поток из абсорбера проходит через поворотное колено с решеткой поворотных лопаток, расположенное на уровне рабочей части, и затем через хонпкомб, соединенный с этим поворотным коленом и специальной решеткой лопаток в один узел, который обеспечивает равномерное течение на входе в сопло. Уменьшение площади сечения в сопле составляет 18 1. Это обеспечивает равномерное распределение скорости в рабочей части и малую толщину пограничного слоя. Сопло рассчитано на монотонное уменьшение давления в направлении течения, чтобы уменьшить возможность отрыва потока и кавитации на его стенках. По падению давления в сопле измеряется расход. Из сопла поток поступает в рабочую часть диаметром 356 мм, а затем в горизонтальный диффузор, в котором скорость потока снижается до 0,3 от скорости в рабочей части. Затем поток проходит через диффузорное поворотное колено и далее через третий диффузор, в котором заканчивается торможение, на вход в циркуляционный насос. [c.563]

Шнековый насос. Шнековые насосы обычно применяют в качестве преднасосов ТНА. Рабочим колесом шнекового насоса Служит шнек — осевая лопаточная решетка, состоящая из неболь-Hioro числа лопаток (см. рис. 14.19). Поверхность лопатки шнека Представляет собой винтовую поверхность и описывается уравнением rtgPл = onst. Преднасос служит для борьбы с кавитацией На входе в основной насос ТНА. [c.173]

Кавитационные свойства осевого насоса. Осевой насос обладает высокими антикавитационными качествами. Это связано с малой нагрузкой на лопатку из-за незначительной напорности осевого колеса. Кроме того, осевой насос не теряет работоспособности в условиях наступления местной кавитации на входе, так как при дальнейшем движении жидкости вдоль колеса давление возрастает и кавитация затухает. И только при значительном уменьшении подпора на входе в насос кавитация распространяется на всю длину колеса и происходит срыв работы насоса. Поэтому лопатки колеса осевого насоса должны иметь достаточную длину. Относительную длину лопатки колеса характеризуют величина 6л.ср и густота решетки т . Так, например, для получения хороших антикавитационных свойств густота решетки шнека должна быть не меньше 1,8, а относительная [c.184]

В работах Уэйда [132, 133], в отличие от работ Стриплинга и Акосты [98, 99], задача решена применительно к частично кавитирующей решетке плоских пластин конечной длины, т. е. отсутствует допущение о бесконечной длине хорды. Но при этом, согласно линеаризованной теории, принимается, что высота каверны пренебрежимо мала по сравнению с шагом решетки, т. е. полагается Як = 0. В результате решения задачи получены уравнения, устанавливающие связь между числом кавитации, углом атаки, геометрическими параметрами решетки и длиной кавитационной каверны. (Ввиду громоздкости решение Уэйда не приводится). [c.25]

Первой опубликованной работой, в которой для анализа колебаний, вызванных кавитацией на шнековом насосе, используется решение задачи о струйном обтекании решетки плоских пластин, явилась, по-видимому, работа Сака и Нотейджа [95]. Однако, в этой работе авторы не установили механизм положительной обратной связи, вызывающий потерю устойчивости системы, а принятая ими схема замыкания кавитационной каверны приводит к существенным рассогласованиям расчетных и экспериментальных значений длины кавитационной каверны (более подробно об этой работе см. разд. 1.6 и 3.1). [c.66]

Найдем выражение для коэффициента кавитации решетки ( 1с)реш ( 1срв)реш. С которым связан коэффициент кавитации шнека > гсрв- Для определения отношения скоростей wjwi , входящего в выражение (3.124), используем уравнение количества движения для контура 1—1—k k (см. рис. 3.56, в) в проекции на направление пластины [c.193]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...