Пузырьки кавитация

Предложенное нами в 1950 г. наименование для образующейся при разряде полости кавитационная полость было вызвано желанием подчеркнуть ее сходство с полостями обычных пузырьков кавитации и, по-видимому, не является слишком удачным, но вошло в обиход. [c.257]

Эрозия — это износ и выбивание частиц из поверхности твердого металла под влиянием потока жидкого металла. Кавитацией называют разрушение твердого металла под микроударным воздействием жидкометаллической среды это воздействие проявляется при захлопывании на поверхности твердого металла паровых пузырьков, имеющихся в жидкости. Следовательно, кавитация — это усталостный процесс, протекающий в микрообъемах поверхностного слоя твердого металла. [c.147]

При воздействии ультразвука на корродирующий в электролите металл этой системе сообщается большая механическая энергия и могут наблюдаться (при достаточной мощности налагаемого ультразвука) явления кавитации, сопровождающиеся местным электрическим разрядом (стенки кавитационных пузырьков несут положительный заряд, а капельки жидкости в них — отрицательный заряд) и местными перепадами температуры и давления. [c.368]

В большинстве других экспериментальных работ использовались системы, в которых происходило пузырчатое кипение с недо-гревом на поверхности нагрева либо имела место начальная стадия кавитации на поверхности погруженного в жидкость тела. Осуществлялась фотографическая регистрация процесса развития отдельного пузырька, включая все стадии роста и схлопывания. Такого рода данные получены в работе [422], где исследовались кавитационные пузырьки, образующиеся в воде при комнатной температуре на поверхности заостренного тела оживальной формы длиной 1,5 калибра, обтекаемого со скоростью 9—21 м сек. Распределение давления в воде было таким, что в носовой точке тела пониженное давление приводило к образованию пузырька. Затем он переносился вдоль тела в область более высокого давления, вызывающего его схлопывание. Результаты исследования фазы схлопывания пузырька хорошо согласуются с решением Релея. [c.135]

Если условия движения жидкости таковы, что образуются постоянные области высоких и низких (ниже атмосферного) давлений, на поверхности раздела сред металл—жидкость образуются и лопаются пузырьки. Это явление называется кавитацией. Разрушение металла вследствие кавитации называется кавитационной эрозией или кавитационным разрушением. Разрушение металла можно воспроизвести в лабораторных условиях, подвергая [c.115]

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]

Во время кавитации в сопле Вентури в многокомпонентной жидкости, имеющей состав, выраженный в массовых долях С,в, образуется газовая фаза в виде кавитационных пузырьков и каверн, заполненных испарившимися при давлении Р [c.149]

Низконапорная среда подводится по сужающемуся каналу сопла к области кавитации, смешивается с последней и замещает в ее кавернах и пузырьках насыщенный пар. Расход низконапорной среды, захватываемой кавитирующей жидкостью находится из уравнения [c.232]

При наличии в жидкости свободной поверхности эти пузырьки всплывают и выходят через нее, т. е. происходит кипение жидкости. Если капельная жидкость находится в замкнутом пространстве и не имеет свободной поверхности, то эти пузырьки или полости, перемещаясь в массе жидкости или вместе с ней и попадая в области с более низкой температурой или более высоким давлением, почти мгновенно (за несколько миллисекунд) смыкаются (так как пары конденсируются, а газы снова растворяются в жидкости н в образовавшиеся пустоты с большими скоростями устремляются частицы жидкости), что приводит к резкому повышению давления в этих местах, а также к местному повышению температуры. Это явление называется кавитацией. [c.9]

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]

Начальная стадия кавитации характеризуется возникновением и ростом пузырьков, из-за чего ее можно назвать еще пузырьковой кавитацией. При нормальных условиях в жидкости всегда есть 398 [c.398]

Под перемещающейся кавитацией понимают образование и перемещение в потоке отдельных пузырьков и каверн, которые могут расширяться или схлопываться. Такие переносимые пузырьки и каверны могут образоваться или на поверхности тела в точках минимального давления или в ядрах движущихся вихрей. [c.399]

При вихревой кавитации пузырьки и каверны образуются вдоль осей вихревых шнуров, какие, например, сходят с концов лопастей гребных винтов и лопастных гидромашин. [c.399]

Кавитация может оказывать разрушающее воздействие на материалы поверхностей, вблизи которых она возникает. При этом длительное воздействие кавитации может привести к разрушению материала практически любой твердости. Хотя механизм разрушающего действия кавитации не вполне выяснен, но есть достаточно оснований считать, что основной причиной разрушения является механическое воздействие жидкости на твердые стенки. Установлено, что наиболее опасной с точки зрения разрушающего действия является пузырьковая стадия кавитации, при которой парогазовые пузырьки образуются в зоне минимальных давлений и охлопываются, попадая в зону повышенного давления. Разработаны две основные схемы механизма кавитационного разрушения. [c.405]

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]

Явление разрыва сплошности жидкости с образованием парогазовых пузырьков называют кавитацией. Кавитация, в частности, возникает в потоках жидкости при обтекании различного рода препятствий в местах значительного понижения давления (рис. 6.2). [c.235]

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]

Если после наиболее узкого сечения (рис. V.15), в котором происходит кавитация, последует расширение трубы, то основная масса жидкости на этом участке будет двигаться в виде свободной струи, окруженной пенообразной смесью пузырьков пара и жидкости. Далее, ниже по течению, в некоторой точке паровая зона замкнется на стенке, и поток жидкости заполнит все сечение трубы. [c.117]

Явление.кавитации может наблюдаться, например, в сифонных трубопроводах, где ее появление обусловливается геометрической конфигурацией и принципом действия самого трубопровода, основной своей частью находящегося под давлением, меньшим чем атмосферное кавитация может иметь место также и при работе быстроходных гидравлических турбин, центробежных насосов и гребных винтов. В этих случаях причиной кавитации является возникновение больших местных скоростей, ведущих к понижению давления. Если при этом давление оказывается меньше упругости паров, в соответствующих местах потока начинается бурное испарение жидкости, она начинает кипеть и в ней образуются кавитационные полости, состоящие из пузырьков, заполненных паром. Если затем при дальнейшем движении потока давление в нем повышается, происходит конденсация пара, обычно сопровождаемая резким треском, и кавитационные полости смыкаются. Возникновение кавитации значительно облегчается при наличии в жидкости пузырьков воздуха, а также растворенных газов. [c.241]

Разъедание металла вследствие кавитации — кавитационная коррозия металла — обычно наблюдается в тех местах потока, где происходит повышение давления, сопровождающееся столкновением пузырьков пара и его конденсацией. [c.242]

Учебное пособие написано в соответствии с программой одноименного курса лекций, читаемых автором в Ленинградском кораблестроительном институте студентам специальности Гидроаэродинамика . В книге раскрывается физическая природа явления кавитации. Рассматриваются начальная стадия кавитации (пузырчатая) и развитая кавитация. Приведены схемы изучения начальной стадии кавитации и показано исследование движения парогазового пузырька в безграничной жидкости и вблизи твердой стенки. [c.2]

Кавитация — явление разрыва капельной жидкости под действием растягивающих напряжений, возникающих при разрежении в рассматриваемой точке жидкости. При разрыве капельной жидкости образуются полости — кавитационные пузырьки, заполненные иаром, газом или их смесью. Следовательно, разрыв жидкости обусловлен изменением характеристик поля скоростей и давлений. [c.5]

Кавитация в вихревых шнурах, сбегающих с крыла конечного размаха (вихревая), представляет собой в сущности кавитацию в следе за крылом. При достаточном разряжении в центре вихревого шнура нерастворимые пузырьки воздуха, попадая туда, начинают интенсивно расти (первая фаза). Когда давление в центре вихревого шнура достигает значения, близкого к упругости паров воды, происходит разрыв жидкости и образуются сплошные полости, тянущиеся на некотором расстоянии за крылом (вторая фаза). На рис. 2 приведена фотография кавитирующего эллиптического крыла с вихревыми шнурами. [c.8]

Для иллюстрации на рис. 1.3 приведена зависимость радиуса парового сферического пузырька от времени с учетом сил поверхностного натяжения в переменном поле давления. Рассматривалось развитие пузырька в потоке, обтекающем тело вращения с ожи-вальной формой носа. Профиль тела и распределение коэффициента давления Ср по длине при отсутствии кавитации даны на рис. 1.4. Кривая изменения давления р (t) получена по Ср при постоянных скорости потока и числе кавитации х. Начальное статическое давление (t), при котором возникают пузырьки заданного радиуса, определяется по формуле [c.23]

Выше было рассмотрено поведение парогазового пузырька в переменном поле давлений в безграничной жидкости. Однако в большинстве случаев пузырчатая кавитация возникает на элементах судовых конструкций (стойках, крыльях, гребных вин- [c.44]

R — газовая постоянная, ц — молекулярный вес). Эта скорость, вообще говоря, очень мала таким образом, при образованкн в жидкости пузырьков пара (кавитация) скорость звука в ней скачкообразно резко падает. [c.355]

В настоящее время кавитацией называют нарушение сплошности жидкости, т.е. образование под действием динамического давления в ней полостей - кавитационных пузырьков или каверн, заполненных газом или паром этой жидкости или их смесью [1,2]. В кинетической теории жидкости [31, которая объясняет явление кавитации, и во многих других работах [2, 4-7] указывается, что разрыв при растяжении жидкости всегда начинается в каком-либо "слабом месте - кавитационном ядре, например, на поверхности микроскопического пузырька, у трещин в стенке устройства, в мехпри-меси и т.д. При растяжении жидкости под действием разности давлений, вызванной динамикой течения жидкости или волновыми колебаниями в ней, объем полости пузырька увеличивается, а от давления сжатия кавитационный пузырек уменьшается и в заключительной стадии смыкания, которая происходит с высокой скоростью. [c.144]

Наиболее просто получать и изучать гидродинамическую кавитацию при течении жидкости через сопла типа Вентури (рис. 5.1) [4, 5, 8, 16-19]. Подача жидкости с постоянным увеличением давления ее нагнетения в сопло приводит к увеличению скорости течения жидкости и уменьшению статического давления в критическом сечении сопла. При достижении статического давления, равного давлению насыщенных паров жидкости при данной температуре, образуется область кавитации, распространяющаяся от критического сечения вдоль но диффузору. Высокоскоростная съемка [4, 8, 18, 19] показала, что область кавитации состоит из множества пузырьков, вкрапленных в текущую жидкость и увеличивающихся по мере продвижения в потоке по диффузору сопла. [c.145]

Для сопел Вентури, имевших конфузор с углом сужения 25 и диффузор с углом 10° при давлении нагнетания жидкости не более 3,0 Мпа расход сохранялся постоянным при изменении давления на выходе из сопла от атмосферного до 0,8 от давления нагнетания жидкости (23, 24]. При этом указывается, что эррозии материала от действия кавитации не было. Однако в работах [26, 27] отмечается, что наблюдаются повреждения сопел, последнее объясняется тем, что скачкообразное изменение давления на поверхности сопла приводит к почти мгновенному сжатию пузырьков и возникновению в момент смыкания их полостей местных ударных и тепловых явлений на рабочей поверхности сопла. В работе [4] отмечается, что высокой стойкостью к воздействию кавитационной эррозии обладают нержавеющие стали. [c.146]

Для гидродинамики особый интерес представляет частный случай кипения, которое возникает в движущейся жидкости вследствие местных понижений давления до давления насыщенного пара. Такой вид кипения называют кавитацией. Это явление играет особую и главным образом отрицательную роль в гидродинамике машин и аппаратов и других технических приложениях. Кавитация может проявляться как в виде отдельных пузырьков, возникающих в местах пониженного давления и уносимых потоком (пузырьковая перемещающаяся кавитация), так и в виде сплошных, заполненных парами жидкости, полостей, присоединенных к поверхности обтекаемых тел (суперкавитация). Могут существовать и другие внешние проявления кавитации. [c.23]

Каверны вначале имеют вид маленьких пузырьков (стадия начальной кавитации). Если давление вблизи пузырьков снова поднимается и становится выше давления парообразования, то пузырьки с шумом схлопываются . Это приводит к эрозии и износу соседних с ними твердых поверхностей (металлических лопастей винтов и турбин, бетонных водосбросов, плотин и т, п.). Если же давление остается пониженным, то пузырьки сливаются, что может привести к образованию около обтекаемого тела одной каверны, имеющей размеры, сравнимые с размерами тела. Фотография такой каверны приведена на рис. 146. В этом случае кавита-10 Б. Т. Бмдев 2 0 [c.289]

Кавитация. На рис. 3.9 показана схема потока в трубе переменного сечения. При любых расходах жидкости на основании уравнения Бернулли справедливо условие если oi> o2, то ViР2, т. е. давление в сечеции 2—2 всегда будет меньше давления в сечении 1—1. Следовательно, с увеличением расхода жидкости давление рз, понижаясь, быстрее достигнет критического значения ркр (давление парообразования), при котором из жидкости в зоне сечения 1—) будут выделяться пузырьки растворенного воздуха и газа. Этот процесс называется кавитацией. Увлекаясь потоком в зону, где р>ркр, пузырьки исчеза- Рис. З.Э. Схема потока в тру-ют (захлопываются) происхо- бе переменного сечения дит обратный процесс — конденсация [c.33]

Из соотношения ( ) следует, что по мере увеличения скорости давление падает. Оно может стать ниже давления насыщения Ps oo) или даже отрицательным (растягивающие усилия). Если жидкость не подвергалась специальной обработке (например, выдерживанию при высоком, в несколько мегапаскалей, давлении с целью удаления нерастворенных микропузырьков газа), то она не выдерживает растяжения. В итоге в рассматриваемой области жидкость разрывается , в ней возникают пузырьки, содержащие смесь пара и газа (например, воздуха), растворенного в жидкости. Далее эти пузырьки (кавитационные каверны) сносятся потоком в зону повышенных давлений и там охлопываются. Опыты показывают, что при возникновении кавитации характеристики работы насосов, гребных винтов резко ухудшаются. Еще неприятней то обстоятельство, что в зоне кавитации часто наблюдается эрозионное разрушение материала поверхности металла, которое при длительной работе приводит к поломкам и авариям. Кавитация наблюдается также при прохождении через жидкость звуковых и ультразвуковых колебаний значительной интенсивности. [c.236]

Явление парообразования при пониженном давлении, обусловленном динамикой потока, и конденсация образовавшихся паров, сопровождаемая местными гидравлическими ударами, называется кавитацией. В кавитационной зоне, где непрерывно образуются и конденсируются пузырьки пара, наблюдается разрушение поверхности трубы. Работа гидравлических машин в кавитационном режиме сопровождается характерным шумом, а их напор, мощность и КПД резко падают. Явление кавитации возникает также при колебательных движениях тела в жидкости (гидровибраторы). [c.40]

Если представить себе жидкость, свободную от примесей, то при давлении, равном давлению ее насыщенных паров, происходит вскипание жидкости. Это явление называется паровой кавитацией. Образовавнщеся при этом пузырьки пара переносятся потоком в область иовышенного давления, пар конденсируется, и пузырьки схлоиываются. [c.6]

В потоке жидкости, как правило, содержится некоторое количество газа, мельчайшие нузырькн которого имеют радиус м и невидимы для невооруженного глаза. Эти пузырьки воздуха — нуклеоны (зародыши) — переносятся потоком жидкости и, попадая в область более низкого давления, начинают расти. Через поверхность пузырька происходит диффузия газа внутрь пузырька или из него в зависимости от концентрации газа в пузырьке н окружающей его жидкости. Это явление называется газовой кавитацией. Практически всегда наблюдается парогазовая кавитация. [c.6]

Если теоретические методы решения задач о развитых кавитационных течениях быстро совершенствуются, то теоретические методы изучения начальных стадий кавитации развиваются сравнительно медленно. В настоящее время достаточно хорошо разработана статика и динамика одиночного кавитационного пузырька в безграничной жидкости и вблизи стенки. Впервые динамика парового пузырька была исследована в 1917 г. Рэлеем. В дальнейшем в изучение этого вопроса внесли большой вклад Плессет, Триллинг, Джильмор, Си Дин-Ю, А. Д. Перник, Ю. Л. Левковский и другие. [c.11]

Кавитация возникает при движении жидкости вблизи тел различгюй формы (поверхности крыльев и лопастей, стоек и т. д.), в связи с этим Ю. Л. Левковским и Г. Г. Судаковой были составлены уравнения движения газового пузырька вблизи стенки и исследовано ее влияние на поле скоростей и давлений. [c.12]

Однако в настоящее время нет достаточно хорошо разработанных теорегнческих методов исследования движения нескольких пузырьков, их взаимодействия и перехода от начальной стадйи к развитой кавитации. [c.12]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...