Понятие о кавитации жидкости

В некоторых случаях при движении жидкости в закрытых потоках наблюдается яв-ление, связанное с изменением агрегатного состояния жидкости, т.е. превращение ее в пар с выделением из жидкости растворённых в ней газов.

Наглядно, это явление можно наблюдать на простом устройстве состоящем из труб-ки Вентури.

Рис. 4.3 Схема образования кавитационного режима течения

При небольшой скорости течения изменений в движении жидкости не происходит. Однако при ↑V скорости движения жидкости в узком сечении трубки Вентури «2-2» по-является явление «вскипания жидкости» т.е. в жидкости образуются пузырьки газов. При этом происходит образование пара с выделением растворенного в жидкости газа. При подходе к сечению «3-3» кипение жидкости исчезает.

Это явление обусловлено следующим: как известно, при движении жидкости соглас-но уравнений Л. Ейлера и Д. Бернулли при уменьшении площади поперечного сечения происходит увеличение скорости движения, а это приводит к уменьшению давления в по-токе жидкости.

Поэтому, при течении жидкости через сечение «2-2» скорость движения потока увеличивается, а давление падает. Если абсолютное давление в жидкости при этом достигает значения равного давлению, при котором начинается выделение из нее растворенных газов, то в данном месте потока наблюдается интенсивное парообразование (кипение) жидкости и выделение растворенных в ней газов. Такое явление называется кавитацией. При дальнейшем движении жидкости к сеч. «3-3» пузырьки исчезают.

Во - время изчезновения пузырьков, в точке разрыва пузырька происходит резкое увеличение давления, которое передается на соседние объемы жидкости и через них на стенки трубопровода. Таким образом, от таких многочисленных местных повышений дав-лений (микрогидроударов) возникает вибрация трубопровода.

Таким образом, кавитацией называтестя процес возникновения пузырьков пара в потоке жидкости при снижении абсолютного давления до давления преобразования с пос-ледующей конденсацией паров жидкости и их исчезновения в зоне повышенного давле-ния.

Кавитация - это местное нарушение сплошности течения с образованием парових и газовых пузырей, обусловленное местным падением давления в потоке.

Процес разрушения пузырьков пара жидкости происходит с большой скоростью и сопровождается местными гидравлическими микроударами, которые создают повышен-ный шум и вибрацию трубопроводов. Результатом кавитации становится эррозионное раз-рушение стенок канала течения жидкости. Возникновение кавитации жидкости ускоряет-ся при наличии в жидкости пузырьков воздуха, а также растворенных газов.

Для предотвращения кавитации в гидропроводах и гидросистемах создают подпор (увеличение давления) жидкости на входе в насос, уменьшают скорость потока и длину входного трубопровода самовсасывающего насоса, ограничивают максимальне скорости движения поршней гидроцилиндров.

Кавитация уменьшает КПД гидромашин, а при длительном воздействии кавитации в гидросистемах происходит разрушение деталей, подверженных вибрации. Кроме этого разрушаются стенки трубопроводов и уменьшается их пропускная способность из-за уме-ньшения поперечного сечения трубы.

Дата добавления: 2014-01-07