Типы кавитации

КЛАССИФИКАЦИЯ ТИПОВ, СТАДИЙ И ФОРМ РАЗВИТИЯ КАВИТАЦИИ

Тема 10. КАВИТАЦИОННЫЕ ТЕЧЕНИЯ

Вопросы для самопроверки по ТЕМЕ

1. Понятие ламинарного пограничного слоя. Его особенности.
2. Переход от ламинарного слоя к турбулентному. Критическое значение числа Рейнольдса.
3. Понятие удобообтекаемых и плохообтекаемых тел. Примеры.
4. Позиционные силы и моменты корпуса. Примеры.
5. Объясните явление демпфирования. Действие демпфирующих моментов.
6. Перечислите способы управлением жидкости в пристенном слое.
7. 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.