КЛАССИФИКАЦИЯ ТИПОВ, СТАДИЙ И ФОРМ РАЗВИТИЯ КАВИТАЦИИ
Тема 10. КАВИТАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ
Вопросы для самопроверки по ТЕМЕ
- Понятие ламинарного пограничного слоя. Его особенности.
- Переход от ламинарного слоя к турбулентному. Критическое значение числа Рейнольдса.
- Понятие удобообтекаемых и плохообтекаемых тел. Примеры.
- Позиционные силы и моменты корпуса. Примеры.
- Объясните явление демпфирования. Действие демпфирующих моментов.
- Перечислите способы управлением жидкости в пристенном слое.
- Что такое насыщение эффекта и масштабный эффект?
(Лекций - 8 ч., СРС 4 ч.)
Физические основы кавитации. Различные типы и стадии кавитации. Расчет начала кавитации.
Течения с развитой кавитацией. Принцип Бриллюэна.
Классические схемы течений с развитой кавитацией.
Каверны при отрицательных числах кавитации.
Уравнения контура и габаритных размеров каверн.
Принцип независимости расширения сечения каверны.
Каверны с возмущениями. Нестационарные каверны.
Вентилируемые каверны. Расход газа, потребный для поддержания каверны. Режимы уноса газа. Расчетные формулы для уноса газа.
|
|
Вертикальные каверны при всплытии или погружении кавитатора.
Кавитацией называется явление образования парогазовых полостей в жидкости. В случае гидродинамической кавитации уменьшение давления ниже критического вызвано скоростью тела, его формой и ориентацией в пространстве относительно вектора скорости.
Причиной возникновения акустической кавитации служат вибрационные воздействии на жидкость, например при работе излучателей гидроакустических станций.
Естественная кавитация возникает только при взаимодействии движущегося твёрдого тела с жидкостью, а искусственная вызывается и поддерживается принудительной подачей газа в некоторые области течения.
Явление кавитации, вызываемое снижением давления, конечно, зависит от скорости движения тела в жидкости: чем больше скорость, тем больше разрежение и, следовательно, тем интенсивнее должна быть кавитация. Поэтому говорят о различных стадиях кавитации. Обычно выделяют начальную и развитую стадии кавитации. В пределах каждой стадии можно указать разнообразные формы кавитации.
Так, на начальной стадии могут встретиться пузырьковая или пленочная форма, а также кавитация в вихревых шнурах. Внешним признаком этой стадии является возникновение большого количества мелких пузырьков в области пониженного давления (на поверхности тела или в ядре вихревых шнуров) с последующим их схлопыванием в зоне повышенного давления. Пузырьки иногда сливаются и образуют пленки.
При развитой кавитации в жидкости образуются крупные полости (каверны), заполненные парогазовой смесью и примыкающие к движущемуся телу. Каверны могут замыкаться на теле (частичная кавитация) или простираться за телом вниз по потоку.
Факторы, влияющие на конфигурацию и динамику каверны:
1) скорость и глубина движения тела;
2) форма тела;
3) состояние пограничного слоя перед точкой срыва струй жидкости;
4) наличие и отсутствие поддува.