Кавитация на теле вращения

Развитие кавитации в носовой части тела вращения, представляющего собой ци­линдрический корпус со сферическим за­туплением, показано на рис. 7.1. Пузырьковая кавитация возникает в зоне максимального разрежения, соответствующей месту сопряжения цилиндрической и сферической поверхностей. Пленочная кавитация устанавливается несколько ниже по потоку. Иногда единый поясок пленочной кавитации дробится на ряд «пятен».

Течение с развитой кавитацией в кормовой части тел вращения наиболее наглядно можно проиллюстрировать на примере обтекания диска, установленного поперек потока (рис. 7.2).

При естественной кавитации за диском образуется полость эллипсовидной формы. В кормовой части возникает так называемая возвратная струйка. Вследствие возмущений эта струйка пульсирует, меняет направление движения, взаимодействует со стенками каверны, периодически разрушая их.

Рис. 7.1 Развитие кавитации. Рис. 7.2 Обтекание диска

В потоке наблюдаются крупномасштабные тороидальные вихри, отрывы газовых полостей, которые в дальнейшем дробятся, и за каверной образуется двухфазный пенообразный след. Указанная форма уноса газа носит название уноса газа по кольцевым вихрям.

При искусственной кавитации помимо указанного возможен и другой механизм уноса газа из вентилируемой каверны, а именно через продольные вихревые шнуры (рис. 7.З).

Теория предсказывает возможность существования в потоке стационарных зон конечных размеров с повышенным давлением по сравнению с давлением в набегающем потоке. Такие каверны называют кавернами с точками заострения (рис. 7.4). При уве­личении расхода газа поддува такая каверна разрушается и на­блюдается обычный струйный унос газа из кормовой части.

Рис. 7.3 Рис. 7.4

При частичной кавитации замыкание каверны происходит на каком-либо элементе движущегося аппарата: на корпусе, на жид­кой струе.