Кавитация в быстротекущей жидкости

Кавитация – процесс нарушения сплошности потока с образованием паровых каверн (кипение жидкости) в зоне пониженного давления, где оно равно давлению насыщенных паров жидкости с последующим замыканием (не исчезновением!!!) этих каверн в зоне повышенного давления (конденсация пара).

Нарушение сплошности жидкости может произойти при сужении потока (т.е. трубе Вентури). При уменьшении площади сечения трубопровода скорость увеличивается, а давление уменьшается.

Кавитация в трубе Вентури

1. P = f(l)- зависимость давления от длины трубы Вентури.
2. V = f(l)- - зависимость скорости от длины трубы Вентури.
3. P_пж - давление насыщенных паров жидкости

Отметим некоторые характерные моменты в процессе кавитации:

1. при кипении жидкости в кавернах вместе с паром находится воздух и другие газы, растворенные в воде, но по объему их очень мало.

2. в области повышенного давления происходит конденсация пара. Каверны смыкаются, частицы жидкости, окружающие каверны, устремляются к их центру и сталкиваются. Происходит местный гидравлический удар, что приводит к мгновенному местному повышению давления (до 1000 атм).

3. на поверхности водовода имеются микро трещинки, гидроудары расклинивают эти трещинки, в результате разрушается проточная часть.

4. в конце процесса смыкания имеющийся в каверне воздух сжимается, его температура повышается до сотен градусов по Цельсию.

5. кислород воздуха и высокая температура способствуют развитию химических и электрохимических явлений, что усиливает разрушительные действия гидроударов. Разрушение проточной части называют кавитационной эрозией.

6. при возникновении кавитации появляются шумы, вибрация, резко увеличиваются гидравлические сопротивления.

7. чтобы снизить интенсивность кавитационной эрозии, надо чаще обрабатывать поверхность, применять химически стойкие, вязкие и упругие материалы.

Рис. Профиль проточной части насоса под большим увеличением

(видны микронеровности поверхности металла)

Дата добавления: 2014-11-20