Испытания на устойчивость к кавитации

ИСПЫТАНИЯ НА УСТОЙЧИВОСТЬ к КАВИТАЦИИ. [47, 223] [c.133]

Рис. 74. Принципиальная схема для испытаний металлов на устойчивость к кавитации t — напорный бак 2 — образцы 3 — сопла

Рис. 75. Принципиальная схема одной из конструкций диффузора для испытания металлов на устойчивость к кавитации

Необходимость подбора материалов, устойчивых в условиях кавитации, привела к созданию ряда лабораторных методов испытаний металлов. В этих ускоренных методах стремились по возможности создать условия которые воспроизводили кавитационный характер разрушения за короткий промежуток времени. [c.317]

Совместным действием механических и химических факторов при кавитации можно объяснить явление, которое вызвало большой интерес. Неоднократно наблюдалось [39], что сравнительно устойчивые к коррозии материалы, например латунь, при воздействии кавитации еще до удаления с их поверхности значительного количества материала могут приобретать окраску, похожую по цвету на окисную пленку. Было высказано предположение, что изменение окраски вызвано нагревом поверхности, хотя никому не удавалось измерить ее температуру (такая попытка была предпринята при испытаниях в трубках Вентури в Мичиганском университете). Однако если учесть охлаждающее действие воды и высокую теплопроводность металлических образцов, то повышение температуры поверхности маловероятно. В то же время внутри эластичных материалов, по-видимому, действительно развиваются высокие температуры. Изменение окраски поверхности металлов, вероятно, связано с окислением, но вызывается оно действием высокого давления в присутствии влаги и кислорода, а не высокими температурами. Тот факт, что окраска изменяется на больших площадях, на которых интенсивность кавитации сравнительно мала, подтверждает предположение, что она связана с низкотемпературным химическим воздействием, а не с сильным нагревом. [c.418]

Первая попытка предотвращения такой трудности состояла в деаэрации жидкости. Этот метод широко использовался во многих гидродинамических трубах и на некоторых стендах для испытания гидравлических машин. Однако по мере накопления знаний о природе кавитации стало очевидным, что удаление растворенного и находящегося в свободном состоянии газа создает искусственные условия для кавитационных испытаний. Если, например, удаление газа существенно увеличивает эффективную прочность жидкости на разрыв, то можно ожидать, что лабораторные испытания дадут лучшую, т. е. более далекую от возникновения кавитации характеристику, чем у натурных машин. Такое расхождение менее допустимо, чем отклонение в противоположную сторону, поскольку оно приводит к отрицательному коэффициенту надежности экспериментальных результатов. Попытка разрешения этой экспериментальной проблемы путем установки абсорбера в контур трубы была сделана во время реконструкции гидродинамической трубы Калифорнийского технологического института в 1947 г. [24]. Это устройство предназначено для растворения воздуха и других газов с такой же скоростью, с какой они выделяются из раствора, что позволяет поддерживать нормальное количество растворенного газа и устойчивых ядер кавитации без накопления свободных пузырьков. [c.574]

Первоначально предполагали, что влияние кавитации всегда проявляется в уменьшении каждой из измеренных величин и поэтому при обработке результатов кавитационных испытаний пренебрегали небольшими отклонениями в сторону повышения параметров, так как эти отклонения были в пределах точности измерений. Однако кривые, подобные приведенным на фиг. 11.7 и 11.8, обнаруживают устойчивую тенденцию к повышению. Данные для этих графиков получены на основании результатов точных испытаний, полученных в лаборатории гидравлических машин Калифорнийского технологического института. При создании этой лаборатории преследовалась цель обеспечить минимальную абсолютную точность порядка 0,1% для всех измеряемых характеристик, для чего от каждого индивидуального измерения требовалась точность еще более высокого порядка. Тщательные тарировки после завершения строительства показали, что поставленная цель была достигнута. [c.640]

Колебания возникают не в области явной кавитации, в которой напор насоса начинает падать с уменьшением давления на входе, а в области с некоторым кавитационным запасом [24]. На устойчивость гидравлической системы влияет инерционность жидкости в трактах на входе и выходе насоса. Увеличение инерции столба жидкости во входном тракте и ее уменьшение в тракте на выходе из насоса стабилизирует систему, так же как увеличение гидравлических потерь во входном тракте. Из сказанного следует, что кавитационные колебания, присущие насосу ЖРД, могут не возникнуть при испытаниях на стенде, для которого не соблюдены условия моделирования штатных трубопроводов по их инерционности и гидравлическому сопротивлению. В то же время автоколебания могут возникнуть при работе ЖРД на летательном аппарате при его летных испытаниях. В такой ситуации возникают трудности с идентификацией причин развития колебаний, так как в одном и том же диапазоне частот возможны колебания, связанные с потерей продольной устойчивости аппарата в полете (см. подразд. 1.6) и кавитационные колебания. Отмеченные обстоятельства показывают, сколь важно еще на этапе стендовых испытаний обеспечить условия, максимально приближенные к натурным, в частности по гидродинамическому подобию трактов питания ЖРД. [c.14]

При потере устойчивости в этом контуре наблюдаются вынужденные колебания давления на входах в насосы, которые часто бывает трудно отличить от кавитационных колебаний. Для диагностирования причины потери устойчивости ЖРД целесообразно провести испытания на стенде с гидродинамически подобными ракетными трактами питания. При испытании следует плавно изменять средний уровень давления на входе в насос. Если при изменении уровня давления на входе частота колебаний не изменяется, то наиболее вероятно, что причина колебаний не связана с кавитацией. Амплитуды же колебаний давления жидкости перед насосом могут изменяться, так как на них влияет изменение объема кавитационной каверны, зависящего от давления жидкости. Таким образом, на устойчивость контура ЖРД — регулятор не влияет изменение давления на входе в насос. Это собственно и является простейшим диагностическим признаком, позволяющим отличать кавитационные колебания от вынужденных колебаний в контуре ЖРД—регулятор. [c.14]

Результаты испытаний в полете показывают [21], что при развитии продольных колебаний корпуса амплитуда продольной перегрузки резко возрастет, что может привести к разрушению ракеты. Если амплитуда колебаний перегрузки не представляет опасности с точки зрения прочности Конструкции, она может быть недопустимой для экипажа ил приборов. Поэтому при разработке новых ракет-носителей рассчитывают продольную устойчивость. При расчетах продольной устойчивости используются динамические характеристики ЖРД по каналу продольной устойчивости—от входа в насос до камеры сгорания. Далее изложена методика расчета таких характеристик. Если в схеме ЖРД имеется бустерный насосный агрегат или основной насос с местной кавитацией, не поддающейся расчету, кроме расчетов для подтверждения устойчивости системы, необходимо проводить специальные частотные испытания ЖРД и в окончательном варианте расчетов устойчивости использовать результаты этих испытаний. При наличии кавитации экспериментальные частотные характеристики могут существенно отличаться от расчетных. Эти характеристики могут значительно изменяться при изменении среднего уровня давления на входе в ЖРД. [c.29]

Стеллит, сплав СО—Сг—Ре—С применяют в виде отливок и в качестве покрытий в особо тяжелых условиях эксплуатации. Например, Шенг (см. [17]) установил, что сталь типа 18-18 в воде разрушается в течение 30 ч, а типа 25-20 в течение 50 ч материалы же типа стеллита выдерживают испытания в течение 300 ч. Опробуются покрытия, выполненные металлизацией из этих и других устойчивых к кавитации материалов, но их эксплуатационные свойства редко достигают свойств этих материалов, как в компактном виде, так и виде наваренного слоя. Титан является многообещающим конструкционным материалом с точки зрения его высокого сопротивления коррозии. Титановые покрытия на меди (процесс Страуманиса [18]) разработаны с целью улучшения ее сопротивления кавитационному разрушению. [c.307]

Коррозионная стойкость титана в морской воде. Скорость коррозии титана в морской воде составляет 2,5-10 мм1год. Для титана характерна отличная стойкость против эрозии и кавитации . При испытании в морской воде, содержащей песок, было установлено, что титан по крайней мере в, 12 раз более устойчив, чем сплавы на основе меди. Скорость эрозии титана в этих условиях была эквивалентна проницаемости 2,5- 10 мм1год. По эрозионной устойчивости во влажном паре титан не отличается от нержавеющей стали марки 18/8. [c.37]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...