Кавитационных пузырьков

изучение кавитационных характеристик;

Испытания проточной части проводились на холодной воде на модельном насосе с коэффициентом моделирования 1 : 1,5. Проведено исследование характеристик Q—Н, осевых и радиальных сил с доводкой конструкции в целях получения приемлемых их величин и кавитационных характеристик. Кроме того, на неподвижных прозрачных моделях с коэффициентом моделирования 1 :4,5 исследовались гидродинамические характеристики направляющего аппарата и сборной гидравлической камеры для оптимизации их геометрии и получения минимальных гидравлических потерь. Эти эксперименты проводились как при продувках на воздухе, так и при проливке на холодной воде.

продувках геометрии проточной части перед изготовлением ее в натурную величину рекомендуется провести проверку характеристик на холодной воде. При этих испытаниях можно определить все характеристики проточной части насоса, включая кавитацион-ные. Детально вопросы исследования кавитационных характеристик, в том числе и на моделях, рассмотрены в [1]. Заметим только, что при исследовании кавитационных характеристик на

Исследование кавитационных характеристик имеет своей целью определение избыточных подпоров на всасывании, соответствующих различным стадиям развития кавитации. В процессе этих исследований устанавливаются:

При снятии кавитационных характеристик на натурном ГЦН необходимо, учитывая его конструкционные особенности, обеспечивать такие условия проведения испытаний, чтобы при достижении кавитационных режимов, приводящих к снижению напора, не допустить аварии испытываемого ГЦН. Например, если испытываемый насос имеет гидростатические подшипники, питаемые водой с нагнетания его рабочего колеса, следует учитывать тот факт, что при достижении развитой кавитации напор может снизиться настолько, что ГСП при этом окажется уже неработоспособным. Это усугубляется тем, что в режиме кавитации могут увеличиться радиальные гидродинамические силы, что также создает еще более неблагоприятный режим работы ГСП, который в ряде случаев можно исключить, если при кавитационных испытаниях организовать питание ГСП от постороннего источника.

Для определения кавитационных характеристик в испытательном стенде, выполненном по замкнутой схеме (герметичный стенд), изменяется давление в кавитационном баке путем откачки газа вакуумным насосом и на всасывании испытываемого насоса достигаются давления, соответствующие различным стадиям кавитационного процесса [2]. Характеристики на холодной воде

При кавитационньгх испытаниях можно наблюдать явление,, когда при снижении давления на всасывании возникает кавитация и в некоторых местах основной трассы, что увеличивает ее сопротивление. В этом случае для поддержания постоянного расхода необходимо открыть регулирующий орган в циркуляционной трассе*. Для измерения кавитационных характеристик на горячей воде целесообразно применять специальное устройство, непосредственно измеряющее разность между давлением на всасывании и давлением насыщенных паров при температуре перекачиваемой воды [4]. Принципиальная схема такого устройства приведена на рис. 7.8. Главным элементом устройства является расположенный в потоке жидкости баллончик 6, заполненный до некоторого уровня перекачиваемой жидкостью. Во внутренней полости баллончика благодаря частичному заполнению устанав-

определение кавитационных характеристик;

По окончании первого этапа была проведена доработка стенда, а насос оснащен дополнительными средствами измерений, в частности зазора в ГСП и температуры отдельных элементов конструкции. На втором этапе испытаний программа предусматривала проверку надежности и ремонтопригодности насосного агрегата в целом, определения гидравлических и кавитационных характеристик, испытания на термический удар, работу на малой частоте вращения, измерение протечек газа, изучение динамики насоса и его характеристик при выбеге. Кроме того, проводились измерение вибраций и распределения температур.

Данные по величине давления насыщенного пара жидкости необходимы при определении пригодности жидкости для работы в условиях высоких температур, а также для оценки кавитационных характеристик гидросистемы. Упругость паров жидкости имеет особо большое значение для гидросистем ракет, полеты которых происходят на больших высотах в условиях сильного разрежения. При космических полетах разрежение может достигать 10"2—10~7 мм рт. ст. В этих условиях со смачиваемых рабочих поверхностей деталей гидроагрегатов, выходящих во внешнюю среду, испаряется жидкостная пленка.

Для снятия кавитационных характеристик в линию всасывания насоса 17 включаются дроссель 20 и вакуумметр 19.

При воздействии ультразвука на корродирующий в электролите металл этой системе сообщается1 большая механическая энергия и могут наблюдаться (при достаточной мощности налагаемого ультразвука) явления кавитации, сопровождающиеся местным электрическим разрядом (стенки кавитационных пузырьков несут положительный заряд, а капельки жидкости в них — отрицательный заряд) и местными перепадами температуры и давления.

кости разрывов сплошности с появлением полостей (т.н. кавитационных пузырьков), заполненных паром, газом или их смесью, в результате местного понижения давления. К. возникает вследствие местного значит, повышения скорости (гидродинамическая К.) или вследствие прохождения в жидкости акустич. волн (акустическая К.). К. неблагоприятно отражается на работе гидротурбин, насосов, гребных винтов (вибрация, снижение кпд, разрушение рабочих органов), что заставляет принимать меры к избежанию К.

Результаты исследований, проведенных М. М. Тененбаумом [186—189], показывают, что гидроабразивное изнашивание является сложным, самонастраивающимся процессом, зависящим прежде всего от угла атаки, скорости абразивных частиц в момент удара о поверхность детали, отношения значений твердости изнашиваемого материала и абразива (коэффициент твердости), .концентрации абразивных частиц в жидкости. Гидроабразивное изнашивание определяется не только действием абразивных частиц, но и физико-химическими реакциями с жидкостью. При определенных условиях воздействие жидкости может быть столь активным, что гидроабразивное изнашивание (действие твердых частиц) подавляется кавитацией или коррозией. Обычно гидроабразивному разрушению предшествуют пластическая деформация, микроусталостные явления или процессы микрорезания, на которые накладываются гидравлические удары захлопывающихся кавитационных пузырьков и адсорбционно-кор-розионные реакции [186, 190].

Так как вибрационно-диагностический и шумодиагностический методы, относящиеся к пассивным акустическим методам, служат для диагностирования работающих механизмов, их исследование выходит за рамки этой книги. Акустико-эмиссионный метод применяют в качестве средства исследования материалов, конструкций, контроля изделий (например при гидроиспытаниях) и диагностирования во время эксплуатации. Важными преимуществами этого метода перед другими является то, что он реагирует только на развивающиеся, действительно опасные дефекты, а также возможность проверки больших участков или даже всего изделия без сканирования его преобразователем. Основной его недостаток как средства контроля — трудность выделения сигналов, вызываемых развивающимися дефектами, на фоне помех от кавитационных пузырьков в жидкости, подаваемой в объект при гидроиспытаниях, от трения в разъемных соединениях и т. д.

При прохождении через жидкость продольных звуковых волн, состоящих из чередующихся сгущений и разрежений среды, в местах разрежения создается отрицательное локальное давление, которое может превысить прочность жидкости на разрыв. В этом случае в жидкости появляется большое количество локальных разрывов—пузырьков, схлопывающихся при смене разрежения на сгущение. Явление образования в жидкости таких разрывов.называют кавитацией, а сами разрывы — кавитационными пузырьками. В момент схлопывания кавитационных пузырьков могут развиваться значительные локальные давления (сотни и дажетысячи атмосфер), приводящие к локальному гидравлическому удару. Если такой удар совершается у поверхности изделия, он разрушает на ней жировую и другие пленки. Кроме того, кавитационные пузырьки могут проникать под пленку и отрывать ее, разрывая на мелкие кусочки, которые обволакиваются поверхностно-активными веществами и переходят в раствор. Очистка длится обычно 1—2 мин. При этом можно очищать не только поверхности обычных деталей но и мелкие изделия сложной конфигурации, внутренние поверхности отверстий и трубок и т. д. Использование ультразвука позволяет автоматизировать процесс очистки дталей РЭА и сделать его весьма эффективным.

Применение ультразвука позволяет вести процесс пайки даже таких активных металлов, как алюминий, без флюсов. Разрушение окисной пленки происходит под действием кавитационных пузырьков, возникающих в расплавленном припое. Пайка осуществляется специальными паяльниками, рабочая часть которых не только нагревается, но и колеблется с частотой в десятки килогерц.

Помимо электрического сигнального устройства фильтры «Марвелбо» можно по требованию потребителя комплектовать магнитными экранами, вентиляционными пробками для распыления кавитационных пузырьков воздуха, пылезащитными колпачками для индикаторов «Колоратор» (см. рис. 63, а, поз. 9).

наибольшую способность к кавитации. Механическому очистному воздействию кавитации хорошо поддаются лишь те загрязнения, которые имеют малую вязкость. Для вязких и упругих загрязняющих пленок механического действия недостаточно, так как они могут легко деформироваться, повторяя очертания возмущенной поверхности кавитационных пузырьков. Поэтому для очистки детали от вязких жиров загрязнений решающим фактором является выбор растворителя и его температуры (70— 80" С).

По мнению ряда исследователей, выгоднее работать в низкочастотном диапазоне, так как образование в жидкости кавитационных пузырьков происходит тем легче и тем в большей степени, чем ниже -частота ультразвука.

По замыслу Ли на прочном стальном стержне перед носом подводной лодки укрепляется острием вперед конус, по форме напоминающий не полностью открытый дождевой зонтик. Каждой лопастью зонтика можно управлять отдельно посредством специальных гидроцилиндров. Кроме того, сам зонт с помощью зубчатой рейки можно придвигать к корпусу лодки или отодвигать от него. Манипулируя гидроцилиндрами, зонту легко прида^ вать любую симметричную или асимметричную форму, подбирая такую, при которой на заданной скорости возникает наиболее интенсивная кавитация. Двигаясь впереди лодки, конус, как пуля, вспарывает воду, оставляя за собой пенистую россыпь кавитационных пузырьков. Сливаясь, они образуют большую кавитационную полость, заполненную разреженным паром. В этом паре и движется подводная лодка, почти не испытывая никакого трения. Чтобы исключить влияние кавитации, гребной винт и рули размещают в самой задней, кормовой части лодки, там, где кавитационная полость уже сомкнулась, уступив место воде. Поскольку интенсивная кавитация

Светогидравлический эффект пригодится еще для прессования деталей из металлических порошков, для создания совершенно оригинальных прокатных станов с вибрирующими валками, для взрывной штамповки, для возбуждения кавитационных пузырьков, «смывающих» заусенцы сразу с сотен и тысяч мелких деталей.