Кавитация в поле переменного давления

ЯДРА КАВИТАЦИИ В ПОЛЯХ ПЕРЕМЕННОГО ДАВЛЕНИЯ [c.108]

Кавитация в поле переменного давления. Обычно кавитация возникает в быстротекущей жидкости, когда она протекает через область пониженного давления. Местное значение разрежения —Р 1) = Pv — р часто может быть определено по уравнению Бернулли, если известна форма твердых стенок. Грубая оценка наблюдаемой скорости роста пузырьков может быть получена ) без учета поверхностного натяжения из уравнения энергии [c.308]

Во всех предыдущих соотношениях для устойчивости не учитывалось влияние инерции и других зависящих от времени факторов на рост пузырьков. Однако, как отмечалось в гл. 1, кавитация связана с изменением скоростного напора, либо с его падением или повышением в случае гидродинамического течения вдоль твердой границы, либо с полями переменного давления, как в случае вибрационной и акустической кавитации. Поведение ядра в процессе его роста до критического размера зависит от типа поля давления в окружающей среде. [c.108]

В общем случае на движущуюся жидкость может и не действовать поле переменного давления. Следовательно, механизм развития каверны конечных размеров из ядра должен быть другим. В стационарных полях отсутствует выравнивающее действие диффузии и нет резонанса, ускоряющего возникновение кавитации. Поэтому, чтобы из ядра могла образоваться каверна, оно должно вырасти до критического размера, прежде чем успеет пересечь зону пониженного давления. От начальных размеров ядра (и следовательно, от начальной массы газа в нем) в очень большой степени зависит, достигнет ли каверна критических размеров. При таких условиях течения, когда кавитация еще только зарождается, существует лишь небольшая область, в которой давление ниже давления насыщенного пара. Скорость течения определяет как величину отрицательного давления, так и время пребывания ядра в этой области. Если при заданной массе ядра такого понижения давления недостаточно, чтобы обеспечить рост каверны до критического размера в течение времени ее пребывания в области пониженного давления, то кавитация не разовьется. [c.110]

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]

Рассмотренная модель, однако, не учитывает ряда факторов, имеющих место в реальной ситуации. К ним нужно отнести поверхностное натяжение, создающее добавочное сжимающее давление, переменный характер давления в акустической волне, сжимаемость реальной жидкости и, наконец, наличие в зародыше некоторого количества газа, который будет демпфировать процесс захлопывания. Что касается сил поверхностного натяжения, то простой расчет показывает, что они сказываются в действующем давлении Р только на последней стадии захлопывания, когда радиус полости становится очень маленьким. Под действующим давлением при ультразвуковой кавитации следует понимать гидростатическое давление Ро плюс давление в акустической волне. В качестве последнего естественно принять амплитудное значение р ах- Правда, более детальный анализ динамики кавитационной полости в акустическом поле показывает, что процесс захлопывания иногда начинается на промежуточной стадии фазы сжатия, а сравнение результатов теоретического анализа с обычными данными дает наилучшее согласие при учете среднего за полупериод давления (2/я) р лх-Таким образом, в формулах (VI.8)—(VI. 10) можно положить Р -- Ро (2/я) Ртах- [c.131]

Переменные давления, возникающие в сильном ультразвуковом поле, достигают по амплитуде многих атмосфер. Но, помимо этого, под действием мощных ультразвуковых колебаний в отдельных точках жидкости возникают весьма большие местные давления например, в зоне кавитаций давления могут достигать (по расчетам Рэлея [21] 15 000 аш. Ускорения частиц кристалла в ванне могут в несколько сотен тысяч раз превысить земное ускорение [1], однако амплитуды колебаний при этом составляют лишь миллионные доли сантиметра. Максимальная амплитуда колебаний устанавливается в кристалле при излучении в жидкость меньше чем за 1 мксек. [c.190]

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]

Рабочая жидкость через входной патрубок 2 поступает на вращающуюся с большой частотой крыльчатку 5 и продвигается последовательно через прорези в дисках всех ступеней ротора и статора. В результате быст го совмещения и перекрытия прорезей во вращающихся и неподвижных дисках в жидкости возникают переменные поля скоростей и давлений, вызывающие кавитацию, разрушающую взвешенные частицы загрязнений. Одновременно с кавитацией на частицы действуют разнонаправленные ускорения, 104 [c.104]

Ранние эксперименты Блейка [6] были посвящены изучению роли газовых ядер в полях переменного давления. Уиллард [58] и другие исследователи продолжили эти эксперименты. По Уилларду возникновение кавитации в таком поле давления происходит следующим образом. Попадая в поле переменного давления, пузырек периодически расширяется и сжимается. Благодаря вы- [c.108]

ПОНДЕРОМОТОРНЫЕ СЙЛЫ в звуковом поле — совокупность сил, действующих на вещество дли тело, помещённое в звуковом поле. В П. с. вносят вклад переменное звуковое давление, пропорциональ-зое амплитуде звука, и квадратичные эффекты — ра-диац. давление, силы Бьеркнеса (см. ниже), а также гидродинамич. силы, обусловленные движением среды В Ввуковой волне. П. с. проявляются в действия звуковой волны на чувств ИТ, элементы приёмников звука, д УЗ-коагуляции, диспергировании, кавитации, в возникновении акустических течений, усталости материалов, подвергающихся длит, воздействию интенсивного дкустич. излучения, во вспучивании границ раздела двух сред. [c.85]

Полезные сведения о динамике кавитационного процесса можно получить при одновременном, перекрестном наблюдении различных характеристик кавитации. В [37] одновремеяно наблюдалась оптическая неоднородность жидкости, вызываемая кавитацией, и переменное давление, создаваемое источником звука. На рис. 68 показана схема этой установки. Оптическая неоднородность наблюдалась методом темного поля. Дуговой источник [c.278]

Естественно, что использованный упрощенный подход не позволяет получить количественной характеристики всех особенностей ультразвуковой кавитации, поскольку не учитывался переменный характер действующего давления. Поэтому для более детального анализа кавитационного процесса необходимо рассмотреть динамическое поведение кавитационного пузырька в ультразвуковом поле, т. е. решить уравнение движения кавитацион[юй полости под действием переменного давления. [c.134]

Исследуя воздействие ультразвуковых колебаний на диффузию раствора оксалата натрия через целлофановую мембрану, Т. Тарноччи [176] наблюдал ускорение этого процесса в 2—Зраза по сравнению с обычными условиями. Им изучено влияние на процесс таких факторов, характеризующих обычно интенсивное акустическое поле, как местный нагрев, механическое перемешивание, радиационное давление, переменное давление, кавитация. В условиях опытов доля местного нагрева и механического перемешивания в ускорении процесса диффузии составляла — 40— 60%, на долю собственно ультразвукового воздействия (радиационное давление, кавитация, переменное давление) приходилось соответственно также 40—60%. Методика исследований позволяла по существу установить лишь качественное различие между отдельными параметрами интенсивного акустического поля (погрешность опытов составляла 10%). Вообще же очевидно, что влияние разных параметров акустического поля на различные диффузионные процессы может быть различным. Поэтому необходимо предварительное выяснение роли каждого из этих параметров (или отдельных факторов ультразвукового воздействия) в конкретных условиях рассматриваемого процесса. [c.72]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...