Гидродинамические эффекты кавитации

ГИДРОДИНАМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ КАВИТАЦИИ [c.30]

Различные гидродинамические эффекты кавитации связаны с нарушением сплошности жидкой фазы при возникновении каверн. Поскольку жидкость вытесняется из объема, занятого каверной, картина течения, а также взаимодействие жидкости с твердыми стенками изменяются. [c.30]

Следует также отметить, что при искан ении плоскостности и при перекосах поверхностей колец распределение давления в зазоре будет вследствие гидродинамического эффекта, асимметричным, причем в одних местах оно может быть ниже, а в других выше давления уплотняемой среды, В первом случае жидкость затекает в зазор и во втором вытекает из него, причем, если эти расходы не соответствуют друг другу, возможен разрыв пленки, сопровождающийся эффектом кавитации и осевыми вибрациями подвижного кольца. [c.634]

В приведенном описании кипение, паровая и газовая кавитация считаются родственными явлениями, хотя и не одинаковыми во всех отношениях. Другое сходное явление представляет собой большая квазистационарная каверна, которая поддерживается благодаря так называемому вентиляционному эффекту. Это важное явление наблюдается при некоторых условиях, когда непрерывный поток газа всасывается естественным путем пли принудительно подается в область низкого давления за телом, возникающую вследствие гидродинамических эффектов. Большие вентилируемые каверны имеют много общих свойств с паровыми кавернами на некоторых промежуточных стадиях их развития, за исключением концевых областей вентилируемых каверн, из которых газ уносится без конденсации вследствие перемешивания с жидкостью. [c.15]

Эффекты кавитации. Кавитация появляется под влиянием пульсирующего действия гидродинамических сил, в результате [c.407]

Эффект влияния статического давления (напора) на условия зарождения и развития кавитации, на обратное качество профиля и его компоненты (Су, Сх) изучался посредством проведения серии экспериментов с изолированными профилями на кавитационной гидродинамической трубе [Л. 21, 27]. Для испытаний были выбраны профили и Кларк Уц,7. Хорда и размах профиля 30 [c.30]

В общем случае можно утверждать, что с гидродинамической точки зрения влияние кавитации на рабочие характеристики гидравлического оборудования обусловлено тем, что в присутствии кавитационной зоны изменяется эффективная форма обтекаемой поверхности, а следовательно, и линии тока жидкости. Поэтому влияние кавитации на характеристики гидравлического оборудования обусловлено главным образом ее влиянием на течение жидкости. Это значит, что любой фактор, нарушающий геометрическое подобие модели и натуры в кавитационной зоне, порождает масштабный эффект. [c.298]

Настоящий и последующий параграфы посвящены результатам исследования формоизменения пластин, изучению их реакции на гидродинамическую нагрузку и моделированию известных экспериментальных эффектов с целью более полного выявления закономерностей неожиданного поведения пластин. Полученные результаты позво> ляют дать качественное объяснение данным экспериментов М. А. Лаврентьева, связав их с особенностью гидровзрывного нагружения пластин — резким уменьшением времени действия импульсного давления жидкости на пластину в результате появления кавитации, а также динамической потерей устойчивости деформируемой заготовки при упругой разгрузке металла. [c.79]

Поскольку кавитационные свойства жидкости и интенсивность ряда эффектов, сопутствующих кавитации, в существенной мере определяются содержанием в жидкости газовых пузырьков, целесообразно рассмотреть влияние различных факторов на содержание в жидкости пузырьков, дать оценку возможным концентрациям в воде свободного газа и рассмотреть некоторые закономерности распределения пузырьков по размерам. В связи с тем, что в литературе по чисто акустическим вопросам подобных данных почти не содержится, мы сочли возможным включить в настоящую главу результаты исследований, выполненных в замкнутых гидродинамических установках, в кильватерных струях кораблей и т. д. Эти, а также другие приведенные нами здесь результаты позволяют приближенно оценить величины концентрации свободного газа в реальных жидкостях. [c.410]

Согласно определению Новотного [11], кавитация есть не что иное, как образование пузырьков (полостей) в перемешиваемой жидкости, за счет которых происходит - разрушение материала. В этом случае на поверхности металла возникает двухфазное состояние (жидкость — пар). Новотный высказал мнение, что процесс кавитации можно разделить на первичный и вторичный эффекты, причем первичным является гидродинамический эффект, возникающий за счет образования небольших полостей пара в воде. Причиной возникновения этих полостей является локальное повышение давления, вызывающее закипание жидкости. Последующее снижение давления до нормальной величины приводит к направленному внутреннему взрыву за счет разрушения полостей. В этом случае, если такие полости соприкасаются с металлом, их разрущение может приводить к возникновению глубоких губчатообразных питтингов. Интенсивность указанных разрушений сильно зависит от таких факторов, влияющих на состояние полостей, как внешнее давление, упругость насыщения, температура, поверхностное натяжение и вязкость. Устойчивость и [c.141]

Более эффективным является приготовление эмульсий с использованием УЗ-устройств. Принцип их действия основан на использовании звуковых и ультразвуковых колебаний, создаваемых механическими (гидродинамическими) и электромеханическими (магнитострикционны-ми, пьезоэлектрическими) вибраторами. Вследствие акустических колебаний и эффекта кавитации обеспечивается получение мелкодисперсных (частиц диаметром 1...3 мкм) и стабильных эмульсий, повышается их технологическая эффективность, сокрашается время приготовления СОЖ. В табл. 3.9 приведена техническая характеристика ряда устройств, реализующих такой метод [c.187]

Под явлением кавитации, относящимся к жидкости, понимается образование в ней полостей (разрывов) с последующим их захло-пыв кием. Кавитация вообще может возникать при любом локальном разрежении в жидкостях в гидродинамическом потоке, при обтекании твердых тел, в кильватерной струе и т. д В акустической волче, создающей периодические разрежения, кавитация наблюдается при достаточной интенсивности волны, реализуемой в ультразвуковом диапазоне частот. Поэтому она относится к специфике ультразвука и называется ультразвуковой кавитацией. Поскольку при кавитации нарушается сплошность среды, то это явление также следует отнести к иелинейны м эффектам [c.123]

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]

В экспериментах с телами, имеющими плоские профили давления, получены другие результаты. Примером может служить гидропрофиль NA A 16012, рассчитанный на ламинарное обтекание, с плоским профилем давления и низким коэффициентом минимального давления. Авторы работы [Il]i установили, что число кавитации (определяемое по исчезновению кавитации с увеличением давления) уменьшается с увеличением VoL. Этот эффект становится более заметным с увеличением длины хорды L. Для тел с плоским профилем давления они нашли, что кавитация имеет вид пузырей газа, перемещающихся вместе с.жидкостью. И наоборот, на телах с четким минимумом давления, например полусферических телах, область возникновения кавитации сужается и она происходит если не на поверхности твердого тела, то очень близко к ней. Уменьшение Ki с увеличением Voi еще полностью не объяснено. Однако в случае, когда кавитация начинается за пределами пограничного слоя, оно, по-видимому, связано с содержанием газа и концентрацией ядер кавитации, т. е. с какой-либо причиной, не зависящей от гидродинамических явлений. И наоборот, как будет показано [c.262]

Известно, что свойства жидкости и примеси влияют на развитие кавитации из ядер, и это определяет величину давления, при которой возникает кавитация. Кроме того, мы предполагаем, что при резких градиентах давления на возникновение кавитации могут влиять динамические эффекты. С другой стороны, экспериментальные результаты, полученные с пробами воды, содержащими достаточное количество ядер кавитации, указывают на большую вероятность возникновения кавитации по существу при давлении насыщенного пара. Приведенные соображения доказывают возможность использования данных по распределению давления, полученных в аэродинамических или гидродинамических трубах, для определения Ki. Эксперименты Дейли [7, 8] и Кермина [13] наряду с обычными экспериментами NA A в аэродинамической трубе [16, 19] подтверждают их на примере профиля NA A 4412. [c.346]

Очевидно, существуют другие параметры, влияющие на интенсивность кавитационного воздействия. Одним из них является характерный размер для геометрически подобных течений. Предварительные исследования на простых телах вращения разных размеров, проведенные в гидродинамической трубе КТИ, не дали определенных результатов, хотя было замечено, что влияние размера модели на получаемые результаты не является простым. Если эксперименты в гидродинамической трубе рассматривать как модельные, то влияние размера модели и скорости течения определяется так называемым масштабным эффектом . Третьим фактором, который может внести еще большую неопределенность, является содержание в воде ядер кавитацни. Все это требует более глубокого изучения интенсивности кавитации как в лабораторных, так и в натурных условиях. [c.405]

Ранее предполагалось, что электрохимические эффекты могут быть либо единственной причиной, либо одной из причин кавитационного разрушения. Известно, что при определенных условиях область кавитацни может излучать свет (разд. 4.12), и некоторые исследователи предполагали, что это происходит благодаря электрическому эффекту, хотя исследования Хиклинга [24] и Ярмана [28] свидетельствуют, что люминесценция связана в первую очередь с очень высокими температурами газа, пара и следов примесей в схлопывающейся пузырьке. Свечение наблюдалось при возникновении кавитации как в вибрационных установках [28, 29, 51], так и в гидродинамических трубах [30]. Однако в первом случае оно легко обнаруживается невооруженным глазом, а во втором требуется сложная аппаратура. Свечение наблюдалось также и в натурных условиях при кавитационных течениях, происходящих с большим выде- [c.418]

Мощное звуковое поле в жидкости порождает маленькие паро газовые пузырьки, которые под действием этого поля могут расти захлопываться и вызывать такие эффекты, как химические реакции, эрозия, звуколюминесценция и излучение звука (шума) в широкой полосе частот. Эти эффекты характеризуют физическое явление, называемое акустической кавитацией. Гидродинамическая кавитация, или образование и захлопывание парогазовых пузырьков (полостей), или образование разрывов в жидкости в местах локального понижения давления при обтекании тел, течений в трубах, в кильватерной струе и т. д., отличается только способом возбуждения и имеет много общего с явлением акустической кавитации. [c.138]

Другим важным прикладным направлением акустики является активное воздействие ультразвуком на вещество. Такое воздействие широко используется в промышленной технологии для поверхностной обработки деталей, сварки, интенсификации химических процессов и т. д. В жидкостях основную роль при таком воздействии играет кавитация — образование в интенсивной звуковой волне пульсирующих пузырьков. Схлопывание пузырьков сопровождается мощным гидродинамическим возмущением и сильным локальным разогревом вещества, в результате чего разрушается поверхность твердого тела, находящегося в области кавитации. Применение ультразвука для воздействия на живой организм в медицине основывается на эффектах, возникающих в биологических тканях при прохождении через них акустических волн. При умеренной интенсивности звука (до 1 Вт/см ) колебания частиц среды вызывают микромассаж тканей, а поглощение звука — локальный разогрев, что применяется в ультразвуковой терапии. При больших интенсивностях сильное нагревание и кавитация вызывают разрушение тканей. Для хирургических операций используется сфокусированный ультразвуковой пучок, который позволяет производить локальные разрушения в глубинных структурах (например, мозга или почки) без повреждения окружающих тканей. В хирургии применяется ультразвук с частотами 0,5 + 5 МГц, интенсивность которого в фокусе достигает 10 Вт/см . [c.104]

Воздействие мощного УЗ на обогатительные и гидрометаллургич. процессы связано с возникновением в жидкой среде акустических течений и кавитации, что вызывает перемешивание жидкости, её гомогенизацию, ускоряет протекание процессов конвективной диффузии, оказывает влияние на температурное поле в среде. На границе твёрдая — жидкая фаза УЗ вызывает точечную эрозию твёрдой поверхности, её очистку, раскрытие микропор и др. эффекты, что может быть использовано для измельчения твёрдой фазы или изменения состояния её поверхности. Эти действия УЗ также во многом определяются развитием в жидкости кавитации и микропотоков, возникающих вблизи любой неоднородности среды. Кроме того, микропотоки существенно уменьшают толщину диффузионного слоя, что приводит к интенсификации процессов, где лимитирующим фактором является скорость диффузии через пограничный слой (см. Тепломассообмен в ультразвуковом поле). В качестве источников УЗ в гидрометаллургич. и обогатительных процессах применяются гидродинамические излучатели вихревого, щелевого и роторного типа, а также (в основном для лабораторных экспериментов) магнитострикционные преобразователи с излучающими диафрагмами. [c.348]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...