Влияние кавитации на сопротивление

ВЛИЯНИЕ КАВИТАЦИИ НА СОПРОТИВЛЕНИЕ [c.418]

В книге изложены вопросы, связанные с возникновением и развитием кавитации а различных гидравлических сопротивлениях. Показано влияние кавитации на расходные характеристики, гидродинамические условия и эрозию материалов разнообразных технических устройств. Приведены методы расчета и выбора типа, геометрических характеристик и пропускной способности гидравлических устройств, применение которых гарантирует бескавитационную работу при заданных параметрах потока среды. [c.87]

Возникновение кавитационной зоны оказывает определенное влияние на потери, обусловленные трением в системе. Так как влияние кавитации на трение существенно отличается от влияния на сопротивление формы, эти два типа потерь энергии будут рассматриваться отдельно. Кавитация влияет на трение вследствие изменения скорости в пограничном слое. Степень воздействия кавитации на обычное течение в пограничном слое зависит от типа кавитации, типа пограничного слоя и толщины кавитационной зоны по сравнению с толщиной пограничного слоя. Скорости, при которых возникает кавитация, как правило, велики, и пограничные слои на стенках канала и погруженных телах являются турбулентными. Ламинарный пограничный слой может быть только на очень малых телах и в окрестности передней кромки или вершины больших тел. [c.320]

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

Кавитация может влиять на сопротивление формы вследствие изменения течения около погруженного тела, вызывающего изменение распределения давления и проекции сил, действующих на тело в направлении течения. Одно из проявлений такого влияния состоит в том, что слабая кавитация, например, сразу же после ее возникновения может вызвать переход ламинарного пограничного слоя на плохо обтекаемом теле в турбулентное и смещение точки отрыва пограничного слоя. Линии тока основного течения сдвинутся вследствие уменьшения зоны отрыва, и распределение давления по поверхности тела изменится. Другое проявление влияния кавитации заключается в том, что большая зона кавитации, например, на теле, образующая которого совпадает с линией тока, непосредственно изменяет линии тока основного течения как вследствие смещения линий тока при высокой концентрации перемещающихся каверн, так и вследствие образования присоединенной каверны. В результате смещения линий тока основного течения изменится распределение давления [c.321]

В основном с влиянием поворотного направляющего аппарата на поток, входящий в колесо. При первом типе разрушения вся кавитационная область расположена в полости рабочего колеса. Такая локализация кавитационной области обусловлена влиянием гидродинамической тени от лопаток направляющего аппарата или других подобных причин, которые создают весьма неблагоприятный местный угол атаки. Разрушение, происходящее при такой кавитации, будет обнаружено только на одной стороне рабочих лопастей на некотором расстоянии от входной кромки. Оно обычно наиболее значительно вблизи пересечения с бандажом, где, как указывалось ранее, сопротивление кавитационному воздействию минимально. Однако довольно часто кавитационное разрушение обнаруживают на обеих сторонах лопастей и на самой входной кромке. Если входная кромка сохраняется в целости, то разрушение на обеих сторонах лопастей можно объяснить, предполагая, что оно происходит в разное время при различных условиях работы одна сторона разрушается при высокой нагрузке, а другая при низкой нагрузке. Если же входная кромка разрушена, то это определенно свидетельствует о том, что кавитация началась в некоторой точке выше по потоку от рабочего колеса и что входная кромка находится в зоне схлопывания. По крайней мере во всем нормальном диапазоне работы имеется мало причин ожидать кавитации на направляющих поверхностях лопаток направляющего аппарата, поскольку как давления, так и скорости потока могут поддерживаться в допустимых пределах. [c.630]

Способность к упрочнению при холодной деформации — также важный фактор, оказывающий влияние на сопротивление процессам кавитации. Именно поэтому широко используются аустенитные нержавеющие стали. Эти стали в исходном состоянии имеют высокую твердость, которая в поверхностных слоях благодаря холодной деформации от ударных волн, возникающих при кавитации, еще более возрастает, что способствует повышению сопротивления кавитационному разрушению. [c.304]

Существенной влияние на кавитацию оказывает вязкость движущейся нефти в местных сопротивлениях. С о,дной стороны, она снижает давление на входе в сопротивления вследствие роста гидравлических потерь на предыдущих участках (уравнение (4.15)), . а с. другой - она влияет я на, которое с ростом вязкости возрастает вследствие роста (4.3). [c.82]

Недостатком описываемого способа является то, что начальное значение омического сопротивления потока воды при отсутствии кавитации не является постоянным, так как на его величину оказывает влияние не только наличие кавитационных пузырьков, но и температура воды, ее состав, степень загрязненности. Чтобы исключить влияние этих побочных факторов, был разработан прибор, основанный на дифференциальной схеме замера, при которой применяется еще одна пара электродов, помещаемая в специальном отводе от основного потока, в котором при всех режимах работы гидромашины кавитация отсутствует. [c.125]

Часто отрицательное влияние того или иного фактора является комплексным. Занос участка циркуляционного тракта до циркуляционного насоса приводит не только к снижению расхода охлаждающей воды, но и к снижению давления на входе в насос это может вызвать кавитацию, износ и разрушение насоса. Аналогичным образом занос трубок конденсатора отложениями не только вызывает снижение расхода охлаждающей воды, но и увеличивает сопротивление передаче тепла от конденсирующего пара к охлаждающей воде из-за низкой теплопроводности отложений, что, как видно из формулы (12.1), приводит к увеличению температурного напора и давления в конденсаторе. [c.366]

Цилиндрические насадки можно рассматривать как прямые трубы ограниченной длины и использовать для их расчета коэффициент гидравлического сопротивления, Широко распространена также оценка гидравлического сопротивления насадка с помощью коэффициента расхода. Для насадка коэффициент расхода, равно как и коэффициент сопротивления, является функцией чисел Рейнольдса, Вебера и кавитации, а также размеров, определяющих геометрическое подобие. Если для -отверстия в тонкой стенке число кавитации не оказывало влияния на величину коэффициента расхода, то для насадков оно играет большую роль. [c.111]

В ранних экспериментах лобовое сопротивление гладких сфер при нулевом числе кавитации определялось при входе в воду, когда воздушная каверна еще была присоединена к телу, движущемуся с замедлением. Высоким скоростям входа соответствуют большие числа Рейнольдса (от 10 до 10 ). Кроме того, на образование и форму каверны оказывает влияние сила тяжести. В типичном случае эквивалентное значение Св(0) для стационарного движения стальных шариков диаметром с1 от 1,59 до 38,1 мм в воде в интервале чисел Рейнольдса от 10 до 10 [c.240]

Каверна, возникшая в ядре вихря, может заметно изменить энергию вихревой системы, если она достаточно велика, и изменяет течение вращающейся массы жидкости в этом вихре. Так как в большинстве случаев вихри сходят с твердых границ в жидкость, любые изменения, вызванные кавитацией, могут не оказывать влияния на распределение давления,около этих границ и, следовательно, не изменять сопротивление формы. Однако в некоторых случаях присоединенные каверны образуются в зонах интенсивного вихревого движения около направляющих поверхностей, например на поверхностях лопастей в окрестности кромок гребных винтов и рабочих колес осевых насосов. В таких случаях могут формироваться струйные возвратные течения с вращательными составляющими местного течения и линейными составляющими основного течения. Это приводит к изменению скорости и распределения давления на направляющих поверхностях, а также к изменению сопротивления и соответствующим потерям энергии. [c.325]

Использование каверны для снижения сопротивления быстро движущихся в воде тел на первый план выдвигает проблемы пульсаций ее границ, взаимодействия с корпусом тела и уменьшения расхода газа на поддержание кавитации. Интересна проблема плавучести и подъемной силы тела при наличии частично охватывающей его каверны. Интересны также проблемы формы и размеров каверны с учетом влияния силы тяжести, особенно при небольших значениях числа Фруда, и выяснение условий замыкания каверны с наименьшими потерями за телом или на поверхности тела. [c.45]

В работе [31 ] предприняты попытки учесть влияние вязкости и трехмерность течения в осевых шнековых преднасосах на размеры кавитационной каверны. Для решения задачи использован конечно-разностный метод расчета пространственного течения с кавитацией, который позволяет учесть реальные свойства жидкости. Влияние вязкости сказывается на росте каверны из-за загромождения межлопастного канала пограничным слоем и действия силы сопротивления. [c.26]

В настоящем разделе предпринята попытка на основании сопоставления теоретических (без учета обратных токов) [см. формулу (6.27)] и расчетно-экспериментальных зависимостей объема кавитационных каверн от числа кавитации и режима работы насоса (4.27) установить влияние обратных токов на упругость кавитационных каверн и кавитационное сопротивление во входной части шнеко-центробежных насосов. [c.180]

На рис. 6.12 представлены зависимости отношения кавитационных сопротивлений, определенных по формулам (6.36), (6.37) и численным дифференцированием решения (6.27), от режима работы насоса для различных чисел кавитации fe. Из представленных результатов следует, что значительных отличий в значениях кавитационных сопротивлений во входной части шнеко-центробежных насосов, работаюш их на режимах с обратными и без обратных токов, не наблюдается. В то же время следует, что на режимах с интенсивными обратными токами q < < 0,25) при использовании зависимости (6.36) наблюдается некоторое увеличение кавитационного сопротивления (см. рис. 6.12, а), обусловленное влиянием обратных токов (при [c.185]

Пилипенко В. В. Влияние обратных токов на объем кавитационных каверн, их упругость и кавитационное сопротивление во входной части шнеко-центробежного насоса на режимах частичной кавитации. — Известия АН СССР. Сер. Энергетика и транспорт , 1977, № 3, с. 127—134. [c.347]

Исследован целый ряд разновидностей неровностей поверХ ности. Однако основное внимание было уделено разрушающему воздействию кавитации, ее влиянию на сопротивление, подъемную силу и другие эксплуатационные характеристики. Например, Шальнев [64—67] и Болл [4] экспериментально исследовали несколько основных геометрических форм. Такие результаты используются при проектировании, а результаты Болла были использованы в публикациях Бюро рекламаций [9, 10] для иллюстрации важности контроля допусков на направляющие поверхности гидравлических конструкций. Нумачи и др. [49—51] количественно определили ухудшение характеристик кавитирующих гидропрофилей с шероховатыми поверхностями. [c.290]

В ИПХТ-М может наблюдаться ряд дополнительных физических явлений, отражающихся на рассчитываемых величинах. Наиболее существенны следующие наличие контактного электрического сопротивления между расплавом и прилегающей к нему поверхностью тигля Лк > турбулентный характер течения с зонами существенно разной завихренности МГД-неустойчивость, вызывающая, в частности, появление вертикальных складок на поверхности ( рифы ), отражающихся на выделении энергии кавитация, усиливаемая наличием сжимающих ЭМС и влияющая на поле скоростей поверхностные явления (образование пленок окислов, поверхностное натяжение), оказьшающие влияние на конфигурацию мениска и рифов. [c.78]

Влияние развития каверны конечного размера на гидрокрыло аналогично ее влиянию на криволинейный канал. Оно изменяет эффективную форму гидрокрыла и, следовательно, распределение давления. Вследствие развития кавитации минимальное давление на поверхности с присоединенной каверной ограничивается величиной давления насыщенного пара. Поскольку две стороны гидрокрыла не являются независимыми друг от друга, развитие каверны конечного размера на одной из них будет влиять на распределение давления на другой. Суммарное влияние каверны, присоединенной к верхней (низкое давление) поверхности, обычно сводится к уменьшению циркуляции и, следовательно, к уменьшению подъемной силы. Это согласуется с физическим ограничением величины минимального давления на поверхности с присоединенной каверной. Что касается суммарного влияния на течение, то в присутствии каверны уменьшается угол отклонения потока гидрокрылом и увеличивается сопротивление потока. [c.347]

Интересно отметить, что, согласно утверждению Нумачи, этот профиль принадлежит к классу форм, эффективность которых, выраженная через отношение подъемной силы к сопротивлению, несколько улучшается после возникновения кавитации. Нумачи полагает, что в таких случаях кавитационная зона отклоняет поток таким образом, что фактически увеличивается циркуляция вокруг профиля и, следовательно, коэффициент подъемной силы . Для данного профиля такое улучшение происходит только при больших углах атаки. Эксперименты Нумачи проведены в диапазоне статических давлений в рабочей части от 0,56 до 3,16 ата. Он следующим образом подытожил результаты исследования влияния статического давления на кавитационную характеристику этого гидропрофиля [c.355]

Сравнение разных методов измерения относительного сопротивления материалов кавитационному воздействию затруднительно ввиду различий в рабочих процессах. При вибрационных испытаниях один и тот же объем жидкости участвует в кавитационном цикле огромное число раз в течение короткого промежутка времени, в то время как в установках других типов каждый элемент жидкости проходит через зону кавитации только один раз и находится в ней очень короткое время. При вибрационных испытаниях газ и ядра кавитации автоматически удаляются из жидкости под действием вибрации и их содержание стремится к некоторому стационарному уровню. Это не позволяет изучать влияние на кавитационное разрушение содержания газа в жидкости при заданной температуре. При других методах испытаний содержание газа в жидкости определяется не рабочей частью, а другими частями установки. Ряд исследований по влиянию содержания газа на разрушение был выполнен на установке с вращающимся диском Расмуссеном [67], а в трубках Вентури — Бётчером и Мауссоном [5, 48]. Возможность определения содержания газа зависит от типа установки. [c.477]

Падение напора вызывается, таким образом, двумя факторами, один из которых обусловлен изменением гидравлического сопротивления, а другой — увеличением размера кавитационной полости. Последняя составляющая в течение фазы свободного движения проходит через максимум и. обращается в нуль в начале и в конце этой фазы. Так как конкретный вид функции неизвестен, поступим аналогично тому, как это уже делалось в разд. 2.5 максимально упростим задачу, сведя к минимуму количество экспериментально определяемых констант. Заменим с этой целью меняющуюся в течение фазы свободного движения составляющую падения напора, обусловленную кавитацией, некоторым средним значением и примем, что оно пронорционально максимальному значению той части кавитационного объема, которая оказывает влияние на напор насоса. Представляя теперь падение напора в виде суммы двух составляющих, первая из которых является результатом линеаризации зависимости, описывающей гидравлическое сопротивление (иными словами, зависимости от (/г), а вторая, в силу принятой идеализации, постоянна, получим [c.187]

Для оценки влияния кавитирующей жидкости на излучаемую мощность Л. Д. Розенберг [28] ввел среднее эффективноое сопротивление излучения Л=2 а/Ут, где Wa — фактическая мощность, излучаемая в среду и — колебательная скорость излучателя. При появлении кавитации Н резко понижается (до 30%), а давление в жидкости у излучающей поверхности падает до минимума и возрастает до прежнего значения лишь при увеличении и,п в 2 раза и более. [c.26]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...