Cтраница 3
Согласно гидродинамической теории кавитация может развиваться только при больших скоростях потока. В этих условиях образование кавитационных полостей, вызываемых вибрацией и их сокращением, происходит с меньшей затратой вибрационной энергии. Из этого следует, что там, где по гидродинамическим условиям не может быть кавитации, при наличии вибрационного поля кавитация развивается так же, как при определенных гидродинамических условиях. В подобных условиях интенсивность гидроэрозии металла увеличивается с ростом скорости движения жидкости или величины вибрации либо с одновременным увеличением обоих факторов. [31]
Наблюдение за работой гидротурбин показывает, что детали ее проточной части подвергаются гидроэрозии и сравнительно быстро выходят из строя. Особенно сильно разрушаются лопасти рабочего колеса. Разрушение металла вызывается кавитирующим действием воды, а также наличием в потоке абразивных частиц. Наряду с указанными факторами процесс гидроэрозии металла сопровождается электрохимической коррозией. [32]
Гидроэрозия металла, как правило, наблюдается при больших скоростях потока или движения детали в жидкости. При этом металл разрушается в основном за счет механического воздействия малых объемов жидкости. Природа этого воздействия связана с качественным изменением характера течения жидкости. Эти напряжения в большинстве случаев превышают предел текучести многих металлов и сплавов, причем напряжения отличаются локальностью и неравномерностью, возникают в отдельных микрообъемах независимо от того, чтр происходит на других участках поверхностного слоя. При таком характере механического воздействия разрушение металла связано с отрывом очень мелких частиц вследствие образования в поверхностном слое микроскопических трещин; последние возникают в результате пластической деформации в микрообъемах. Таким образом, гидроэрозию металлов следует рассматривать как процесс, возникающий в результате микроударного воздействия жидкости. [33]
Скорость потока определяет характер механизма гидрозрозии и интенсивность процесса разрушения металла при кавитации. Известно, что поток жидкости при встрече с препятствием образует вихревые движения. При высоких скоростях потока происходит срыв вихрей с интенсивным образованием кавитационных полостей. Частота срывов вихрей возрастает с увеличением скорости потока. Возникающие в вихревом потоке разрывы способствуют образованию отдельных микрообъемов жидкости, которые в определенный момент приобретают большую кинетическую энергию. Эта энергия расходуется при движении и ударе на разрушение микрообъемов металла. При высоких скоростях потока возможны и другие явления, вызывающие разрушение металла в микрообъемах. В некоторых работах [32, 58 ] указана вероятность возникновения в потоке высокочастотных импульсов отрыва жидкости, которые могут вызвать разрушение металла на отдельных микроучастках поверхности. Вопросы, связанные с влиянием скорости потока на механизм гидроэрозии металла, мало исследованы, и пока нет возможности предложить утвердительные практические рекомендации. [34]