Cтраница 4
Различный характер единичных повреждений, очевидно, обусловливается энергетическими параметрами пузырьков, месторасположением их в момент замыкания относительно граничной поверхности и физико-химическими свойствами материала. Если кавитационные пузырьки захлопываются на некотором, достаточно близком расстоянии от граничной поверхности, на нее воздействуют гидродинамические ударные волны, распространяющиеся в жидкости при захлопывании ( или пульсации) пузырьков. В зависимости от соотношения между энергией ударной волны, достигшей поверхности, и прочностными характеристиками материала в этой точке имеют место определенные изменения в поверхностных слоях материала. Если давление при гидродинамическом ударе превышает предел текучести материала в данном мИ Крообъеме, то в результате даже единичного воздействия возможно образование повреждений типа лунок. Такие лунки были обнаружены на всех испытанных пластичных материалах, причем размеры лунок и их количество находятся в зависимости от прочности материала. Если материал малопрочный и хрупкий, то вместо вдавливаний при единичных воздействиях возникают трещины и сколы, что и наблюдалось при испытании образцов мз оргстекла. [46]
При прохождении ультразвука большой интенсивности через жидкость, содержащую растворенные газы или твердые частицы, возникают значительные сжимающие и растягивающие усилия. При сжимающих усилиях кавитационные пузырьки захлопываются и образуется сильная ударная волна, которая является источником кавитационного разрушения, что и обусловливает диспергирующее действие ультразвука. В зависимости от - величины воздействий преобладает коагуляция или диспергирование. [47]
В жидкости ванны под влиянием давления, создаваемого ультразвуком, образуется громадное количество мельчайших пузырьков. Эти так называемые кавитационные пузырьки ( маленькие полости, наполненные воздухом) существуют до следующей фазы сжатия, потом они сжимаются и захлопываются. В результате образуются местные мгновенные давления, достигающие сотен атмосфер. Они действуют на поверхности изделия, находящегося в ванне. [48]
Следует еще отметить, что вследствие резкого затухания ультразвука в зоне кавитации развиваются сильные акустические течения ( см. § 4 гл. Кроме того, на кавитационные пузырьки действуют направленные силы радиационного давления. Вследствие этого в зоне кавитации в ограниченном пучке происходит интенсивное движение жидкости. [49]
Кавитационные полости могут возникать и вследствие наличия препятствий, способствующих разрыву жидкости. Обычно после таких препятствий образуются кавитационные пузырьки, занимающие определенную зону в движущемся потоке жидкости. [50]
При просмотре кинофрагмента представлялось возможным проследить за движением шариков и за поведением кавитационных пузырьков. Анализ кинокадров показал, что кавитационные пузырьки сосредоточиваются на определенных точках частицы - на острых кромках, углублениях и неровностях поверхности. Характерно, что пузырек длительное время удерживается на поверхности частицы при ее перемещении внутри жидкости. В некоторых случаях пузырек притягивает второй шарик и система шар - пузырек - шар становится весьма стабильной. [51]
Однако далеко не все теории связывают кавитационную эрозию с образованием и разрушением кавитационных пузырьков. Авторы теории [81 ] предполагают, что кавитационные пузырьки, наполненные паром жидкости, не разрушаются, а только сжимаются до каких-то мельчайших размеров. Давление пара внутри пузырька и его температура при этом сильно увеличиваются. Прикосновение такого пузырька к ограждающей поверхности вызывает местный нагрев ее до такой температуры, что далее небольшое изменение давления приводит к разрушению материала. [52]
Кавитацией принято называть образование в жидкости разрывов ( кавитационных полостей, каверн, кавита-ционных пузырей) под действием больших растягивающих напряжений, возникающих либо при обтекании помещенных в жидкость тел, либо при распространении в ней ультразвуковых колебаний. При колебаниях давления в объеме жидкости кавитационные пузырьки попеременно возникают и исчезают, оставаясь приблизительно в одном и том же участке жидкости. В текущей жидкости кавитационные пузыри возникают там, где при увеличении скорости давление в потоке в соответствии с уравнением Бернулли снижается до величины давления насыщенного пара. [53]
Нарушение сплошности движущейся капельной жидкости, ее разрыва под действием растягивающих растяжений, возникающих при разрежении в рассматриваемой точке жидкости, называется кавитацией. При разрыве капельной жидкости образуются полости - кавитационные пузырьки, или каверны, заполненные паром, газом или их смесью. Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже некоторого критического. Критическое давление, при котором происходит разрыв жидкости, зависит от многих факторов: чистоты жидкости, содержания газа, состояния поверхности, на которой возникает кавитация. [54]
В ряде случаев находят применение установки для очистки, работающие одновременно и на низких, и на высоких частотах ультразвукового диапазона. Достоинство таких установок в том, что кавитационные пузырьки, легко возникающие на низких частотах, получают большое ускорение под воздействием гидродинамических потоков, создаваемых высокими частотами. [55]
При разрыве капельной жидкости образуются полости - кавитационные пузырьки, заполненные паром, газом или их смесью. Следовательно, разрыв жидкости обусловлен изменением характеристик поля скоростей и давлений. [56]