Влияние скорости течения на интенсивность кавитации

Помимо этого, в насосах с рабочими колесами полуоткрытого типа большое влияние на интенсивность развития кавитации и кавитационной эрозии оказывает величина зазора между торцами лопастей и крышкой насоса. С увеличением этого зазора усиливается перетекание жидкости с выпуклой стороны лопасти на вогнутую, что вызывает стеснение основного потока и возрастание скорости течения в межлопастных каналах рабочего колеса. Кроме того, в зазоре особенно при его большой величине возникает щелевая кавитация, степень развития которой зависит от формы и геометрических размеров лопасти. [c.135]

Рассмотрим вначале чисто механические эффекты. Опыты с пластинами из отожженного алюминия, проведенные в Калифорнийском технологическом институте, можно считать типичными для конструкционных материалов, хорошо работающих на растяжение. При измерении интенсивности кавитации такие пластины подвергались лишь сравнительно кратковременному ее воздействию во избежание перекрывания впадин. Выше отмечалось, что при таких кратковременных испытаниях унос металла очень мал, хотя имеются данные, свидетельствующие, что в ряде случаев начальная скорость уноса может быть весьма значительной [32, 40, 41, 60]. Причиной этого могут быть поверхностные включения, различные слабые места и т. п. Период интенсивного начального уноса непродолжителен и не приводит к существенным потерям материала. С другой стороны, если материал подвергается воздействию кавитации в течение более длительного времени, на кривой скорости уноса может появиться второй пик. В ряде случаев за ним может последовать еще ряд пиков. Их появление, возможно, связано с тем фактом, что, как только разрушение становится достаточно большим, оно начинает оказывать влияние на местную структуру течения и, возможно, вызывает образование местных зон кавитации. Вследствие этого скорость уменьшения объема испытываемого образца становится практически непредсказуемой, поскольку она зависит от множества факторов. Это было показано в упомянутых выше испытаниях в трубках Вентури [14] и на вибрационной установке [18], проведенных в Мичиганском университете. Высказывались также предположения [20, 21], что такие пики могут появляться также в результате воздействия усталостного разрушения. [c.407]

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]

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]

На фиг. 9.5 показано влияние давления на интенсивность кавитационного разрушения в этих экспериментах. Если давление перед рабочей частью увеличивается при заданном давлении в зоне кавитации, интенсивность разрушения монотонно возрастает во всем исследованном интервале давлений. При заданном давлении перед рабочей частью скорость разрушения достигает максимума, а затем падает с ростом давления в зоне кавитации. Такой вид завйоимости является результатом действия противоположных эффектов, так как с увеличением скорости и давления в области кавитации схлопывание пузырьков ускоряется, однако с повышением давления в этой области при постоянной или убывающей скорости течения число пузырьков уменьшается. Повышая давление в потоке в окрестности зоны кавитации при постоянном давлении перед рабочей частью, всегда можно добиться полного прекращения кавитации. [c.434]

Лабораторные эксперименты в высокоскоростной гидродинамической трубе Калифорнийского технологического института, которые были описаны в гл. 9, подтверждают вывод о том, что интенсивность разрушения непосредственно не связана со степенью кавитации. В этих экспериментах, в которых условия течения были достаточно просты и точно заданы, было обнару-ежно, что частота образования впадин очень мало зависит от степени кавитации, а общее число впадин на единицу ширины каверны незначительно увеличивается или совсем не увеличивается при увеличении длины каверны вдвое или втрое. Таким образом, влияние увеличения дл ны каверны заключалось в распространении разрушения на большую ширину площадки без заметного влияния на общее число впадин. Напомним также, что в этих экспериментах было найдено, что определяющим параметром по отношению к разрушению была местная скорость потока. [c.619]

Поскольку частота, с которой отрываются каверны, сносимые вниз по потоку, имеет значение порядка 10 Гц и практически линейно растет с возрастанием скорости потока, унос парогазовой фазы при изучении частот колебаний порядка 10 Гц можно считать непрерывным процессом, а расход парогаза — пропорциональным скорости потока. Если колебания расхода жидкости отсутствуют, то можно в равной мере пользоваться значением скорости как до, так и после каверны, так как они пропорциональны. При колебаниях эта жесткая связь теряется вследствие появления дополнительного расхода жидкости за каверной, обусловленного изменением объема последней. Так как унос парогазовой фазы происходит из участков каверны, расположенных вниз по потоку, то естественно предположить, что определяющей является скорость после каверны. Последняя при работе насоса пропорциональна расходу на его напорной стороне. Выше уже отмечалось существенное влияние на интенсивность уноса структуры кавитации. В качестве параметра, характеризующего интенсивность уноса, удобно выбрать объем области, охваченной кавитацией, которая монотонно растет по мере снижения числа кавитации. При течении жидкости в межлопастных каналах шнеков или центробежных колес насосов возрастание объема кавитационной каверны приводит к уменьшению проходного сечения для жидкости в межлопастном канале. Последнее приводит к увеличению скорости жидкости, обтекающей каверну, и тем самым к усилению зависимости уноса от объема кавитационной каверны. [c.42]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...