Захлопывание кавитационной полости

Кавитационное изнашивание металла происходит в результате воздействия на его поверхность микроударных нагрузок, возникающих при образовании и захлопывании кавитационных полостей и пузырьков. [c.13]

Теория роста и захлопывания кавитационных полостей [c.259]

РОСТ И ЗАХЛОПЫВАНИЕ КАВИТАЦИОННЫХ ПОЛОСТЕЙ 263 [c.263]

РОСТ и ЗАХЛОПЫВАНИЕ КАВИТАЦИОННЫХ ПОЛОСТЕЙ 265 [c.265]

По кавитационным шумам, так как при захлопывании кавитационных полостей возникает шум в довольно широком диапазоне частот (см. далее). [c.269]

ПОЛОСТИ может и не произойти. Пропуск одного цикла (в разных точках пространства в разные времена) уж может привести к появлению периода 2Т и, следовательно, первого унтертона /о/2 в том случае, когда наблюдается интегральный шум. На высоких частотах, когда вероятность разрыва жидкости уменьшается, такие пропуски могут даже иметь период ЪТ, что приводит к появлению в спектре компоненты /о/З. Уровни спектральных составляющих указывают на то, что пропуски разрыва не так уж редки. Непрерывный белый шум фона может определяться тем, что возникновение и захлопывание кавитационных полостей происходит не точно от периода к периоду в одной фазе волны. Это приводит к конечной ширине линий спектра , а при нелинейном взаимодействии компонент спектра —к появлению белого шума (см. гл. 2, 5), нарастающего в области высоких частот. [c.277]

Перекрестными методами, в частности, было показа но, что вспышка люминесценции происходит также в момент захлопывания кавитационных полостей [38]. [c.280]

Захлопывание кавитационной полости [c.130]

Возникновение кавитации можно наблюдать визуально по появлению туманного облачка пузырьков в ультразвуковом поле. Если в ультразвуковом поле измерения проводить малоинерционным пьезоэлектрическим приемником, то возникновение кавитации сопровождается резким и нерегулярным изменением амплитуды принимаемого сигнала. На ультразвуковых частотах при больших интенсивностях возникновение кавитации сопровождается шипением, напоминающим шум закипающего чайника. Связано это с тем, что захлопывание кавитационных полостей создает интенсивный шум. Кроме непрерывного (белого) шума, простирающегося до слышимых звуковых частот, в спектре кавитационного шума есть отдельные спектральные линии, соответствующие основной частоте, ее гармоникам и субгармоникам. Отметим, что по уровню кавитационного шума можно судить об интенсивности кавитации. [c.402]

Так, значительные механические перемещения жидкости, возникающие при развитии и захлопывании кавитационных полостей, способны разрушать неметаллические и вызывать пластические деформации металлических объектов, помещенных вблизи зоны разряда, а, например, мощное инфра- и ультразвуковое излучение, сопровождающее ЭГЭ, способно не только диспергировать далее уже измельченные материалы, но и вызывать резонансное разрушение крупных объектов на составляющие их отдельные кристаллические частицы, осуществлять интенсивные химические процессы синтеза, полимеризации, обрыва сорбционных и химических связей и многое другое. [c.250]

Кавитирующее кольцо играет очень большую роль в процессе захлопывания кавитационной полости. [c.260]

Эрозионная активность звукового поля существенно возрастает при добавлении в жидкость мелких абразивных зерен, радиус которых соизмерим с радиусом действия ударной волны, возникающей при захлопывании кавитационной полости. Ультразвуковое снятие заусенцев с мелких деталей (см. рис. [c.340]

Для протекания ультразвукового диспергирования необходима кавитация. Измельчение веществ происходит под действием ударных волн и кумулятивных струй, возникающих при захлопывании кавитационных полостей. [c.170]

Захлопывание кавитационных полостей......................146 [c.130]

Впервые решения уравнения (9) для простейших случаев постоянного давления на бесконечности, когда Роо = Ро Ро — гидростатическое давление), были получены Ламбом [9] и Рэлеем [10]. Полагая, что внутри полости вакуум [т. е. Р (R) = 0], из уравнения (9) легко получить для скорости захлопывания кавитационной полости выражение [c.133]

Захлопывание кавитационных полостей [c.146]

Рис. 8. Скорость захлопывания кавитационной полости

На рис. 8 на примере конкретных расчетов подтверждается правомочность предложенной выше формулы (62) для оценки скорости захлопывания кавитационной полости максимального радиуса в поле ультразвуковой волны. Здесь показана зависимость абсолютной величины М (т. е. [c.146]

При захлопывании кавитационной полости давление на ее поверхности может достигнуть чрезвычайно больших величин. При этом полость излучает сферические волны конечной амплитуды, которые при распространении в жидкости превращаются в ударные волны, обусловливающие воздействие кавитации на различные вещества и структуры [26, 27]. [c.153]

Полученные соотношения позволяют рассчитать сферические волны конечной амплитуды, излучаемые при захлопывании кавитационной полости. Рассмотрим возникающие при этом особенности на примере конкретного частного случая. Пусть в поле ультразвуковой волны частоты 500 кгц и давления = 5,0 атм пульсирует газовый пузырек равновесного начального радиуса = 10" см. [c.154]

На фиг. 13, б сплошной линией представлено значение G(i , на поверхности кавитационной полости радиуса Л, вычисленное по формулам (39) и (65). Как следует из рис. 13, при захлопывании кавитационной полости значение С (Л, д) катастрофически возрастает. Это связано с тем, что в конечной стадии захлопывания давление газа в полости достигает очень больших величин, а функция С, согласно (39) и (65), связана с давлением зависимостью, близкой к линейной. [c.154]

На основании значений О по формулам (68) и (72) нетрудно вычислить изменение во времени давления р распространяющейся сферической волны в жидкости на различных расстояниях г. На рис. 14 показано давление р как функция времени в точках с координатами г, равными Ео, 10 Ео и 20 Ео, полученное для случая захлопывания кавитационной полости, представленного на рис. 13. (Начальный момент времени = О на фиг. 14 соответствует моменту полного захлопывания кавитационной полости на рис. 13.) Как следует из рис. 14, с увеличением г происходит искажение формы волны давления. Если вблизи кавитационной полости функция р t) представляет собой остроконечный импульс, подобный по форме функции Е, tR) на поверхности сферы, то уже при г = 10 i o давление р оказывается многозначной функцией t. Физически это невозможно и, как известно [28], означает образование разрыва функции р t). Когда сферическая волна задана в системе координат и (г) и — гидродинамическая скорость), положение разрыва в пространстве и амплитуда волны могут быть определены из условия равенства отсекаемых линией разрыва площадей, выражающего сохранение потоков массы, импульса и энергии на разрыве [c.154]

Большой практический интерес представляет исследование влияния на захлопывание кавитационных полостей величины их начальных равновесных размеров. В таблице представлены результаты, полученные на основании численных решений уравнения Кирквуда — Бете для случая пульсации при одной и той же амплитуде давления ультразвукового поля Рщ = 10 атж, частота 500 кгг/) кавитационных пузырьков трех начальных равновесных радиусов равных 10" , 5-10 и 10 см. [c.156]

Захлопывание кавитационных полостей с различными равновесными начальными радиусами [c.156]

Полученные в настоящей работе результаты позволяют заключить, что уравнения пульсаций кавитационных полостей (несмотря на ограничения и допущение, которые принимались при их выводе) достаточно хорошо описывают поведение реальных полостей. Особенно значителен тот факт, что эти уравнения можно применять при анализе пульсаций полостей, находящихся в кавитационной области как оказалось, в этом случае воздействие соседних полостей на пульсации настолько незначительно, что им можно пренебречь. Применение теории Кирквуда — Бете в изложенной выше форме позволяет рассчитывать не только формирование, но и диссипацию ударных волн, возникающих при захлопывании кавитационных полостей. Существовавшие до этого другие формы применения] теории Кирквуда — Бете (например, в работе [43]) оказались менее эффективными. [c.165]

Лавинообразный рост кавитационных пузырьков, образующих стационарный размер области кавитации при данном звуковом давлении, можно представить следующим образом. Известно, что при захлопывании кавитационная полость может терять устойчивость и распадаться на части [3, 5, 44]. Поскольку разрушение происходит в стадии, когда давление и темпе- [c.201]

Как показано в работах [29, 30, 40], значения и можно определить при численном решении уравнений динамики кавитационной полости на аналоговых машинах и ЭВМ. В указанных работах установлено, что учет сжимаемости жидкости и диффузии газа в процессе роста и захлопывания кавитационной полости не позволяет определить значения так как на последней стадии захлопывания значения скорости Й и ускорения Й движения стенки пузырька достигают громадных величин, не поддающихся вычислению даже на ЭВМ. [c.183]

Чтобы определить влияние частоты на рост и захлопывание кавитационной полости, уравнение движения было решено для диапазона частот 20—500 кгц, который используется в технологической аппаратуре для ультразвуковой очистки. Сводные данные о влиянии / на динамику кавитационной полости даны в табл. 3, а зависимость х =<р (/) представлена на рис. 11. [c.185]

Материал в зоне захлопывания кавитационных полостей разрушается иод действием комплекса взаимосвязанных фякто-ров. При попадании кавитационной полости в область повышепиого давления пар, [c.142]

Основным фактором процесса очистки этим способом является кавитация (см. стр. 44). Захлопывание кавитационных полостей сопровождается микрогидроударами, при которых развиваются большие локальные (до нескольких тысяч атмосфер) давления, которые отрывают частицы загрязнителя от очищаемых поверхностей. [c.557]

Во всех этих экспериментах используются различные критерии начала кавитации. Одним из них может служить расширение кавитирующей жидкости вследствие образования в ней больших парогазовых пузырьков [53]. В ряде экспериментов в качестве критерия начала кавитации использовался кавитационный шум , возникающий при захлопывании кавитационных полостей [54]. Критерием начала кавитации могут служить также сонояюминесцен1 ия (свечение жидкости при акустической кавитации), кавитационная эрозия твердых тел и другие явления, сопровождающие ультразвуковую кавитацию [48]. Однако эти явления возникают или достигают заметного развития при разных стадиях кавитационного процесса, и поэтому количественные данные о кавитационных порогах, о ределяемые различными методами, существенно отличаются друг от друга, чему способствуют еще и разные состояния исследуемых жидкостей. Тем не менее, основные выводы о кавитационной прочности и влияющих на нее факторах, а также те основые закономерности, которые вытекают из приведенного рассмотрения, качественно подтверждаются экспериментом. [c.129]

Эти выводы, иднако, получены без учета динамики изменения давления. Для более детального анализа ультразвуковой кавитации необходимо исследовать поведение кавитационного зародыша в ультразвуковой волне. К этому вопросу мы еще вернемся, рассмотрев сначала подробнее процесс захлопывания кавитационной полости. [c.129]

При возникновении в жидкости ультразвуковой кавитации ее акустические свойства существенно изменяются. Прежде всего, наличие кавитационных пузырьков приводит к рассеянию ультразвука, которое будет рассмотрено далее. Вследствие этого энергия ультразвуковой волны будет быстро убывать в пространстве. Однако рассеяние — не единственная причина убывания энергии при кавитации значительная ее часть идет на развитие кавитационных пузырьков, т е. на работу по их расширению до максимального радиуса Rmax После захлопывания кавитационной полости эта энергия частично переходит в энергию кавитационных ударных волн, но она полностью теряется из первичной ультразвуковой волны. [c.138]

Кавитационное изнашивание, как уже отмечалось, происходит в результате многократного воздействия на поверхность гидравлических ударов, возникающих при захлопывании кавитационных полостей вблизи поверхности детали. Кавитационные полости (пузырьки) образуются в гидродинамическом потоке вследствие появления в нем областей с давлением ниже давления насыщенного пара этой жидкости. Захлопывание пузырька происходит при увеличении внещнего давления со скоростью звука. Высвобождаемая энергия аккумулируется в поверхностных слоях детали и идет на деформирование, изменение структуры, появление и развитие микротрещин с последующим разрушением материала [14,26]. [c.160]

Звукокапиллярный эффект — аномально глубокое проникновение жидкости в капилляры и узкие щели под действием ультразвука. При этом высота подъема и глубина проникновения значительно превышают соответствующие величины, обусловленные силами поверхностного натяжения жидкости. Механизм звукокапиллярного эффекта заключается в том, что жидкость поднимается по капиллярам в результате импульсов давления, возникающих при захлопывании кавитационных полостей, локализованных в сечении капилляра. Продолжительность т импульсов давления оценивается по времени максимального давления рщах при захлопывании полости. Рассчитано, что т = 2,3-10 с. За время т жидкость в капилляре приобретает скорость Vi а дальше продолжает двигаться по инерции до момента следующего захлопывания кавитационной полости. Высота, на которую) поднимается жидкость за один период колебаний Г, составляет = = (Г —т). Величина VI вычисляется с учетом сечения капилляра, массы столба жидкости и сил вязкого трения, препятствующих 1юдъему жидкости. Общая высота подъема жидкости в капилляре [c.140]

Полученный результат представляет интерес, так как еще Нолтинг и Не-пайрас априори предполагали [11], что при увеличении времени захлопывания кавитационной полости может наступить такой момент, когда параметр будет равен 0,5 и при этом должно наблюдаться уменьшение скорости захлопывания и интенсивности ударных волн. Подобными представлениями пользовался также М. Г. Сиротюк при объяснении наблюдаемого им экстремума зависимости кавитационной эрозии от электрического напряжения на ультразвуковом концентраторе 20]. [c.145]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...