Присоединенная каверна

Cтраница 1

Присоединенная каверна окружает кольцом носовую часть. [1]

Циклическое поведение присоединенных каверн, замыкающихся на поверхности тела, было подробно исследовано Кнэппом в высокоскоростной гидродинамической трубе Калифорнийского технологического института. [2]

В случае присоединенных каверн избыточное количество воздуха может привести к нежелательному расширению зоны кавитации, которое оказывает на течение такое же влияние, как уменьшение параметра К. Напомним, что первоначально при введении понятия К ( разд. [3]

Свободная поверхность присоединенной каверны вогнута в сторону тела, а в зоне присоединения образуется возвратная струйка, направленная внутрь каверны. Однако такая струйка не может быть стационарной, так как она за короткое время заполняет каверну. [4]

Основные особенности присоединенных каверн хорошо видны невооруженным глазом, если существуют условия для образования очень длинных каверн. При таких условиях полностью развитой кавитации жидкость отрывается от поверхности тела в начале зоны кавитации и больше уже не присоединяется к ней ( фиг. В рассматриваемом случае каверна имеет прозрачную поверхность, сквозь которую хорошо видна направляющая поверхность, а пространство между поверхностями каверны и тела заполнено паром или газом. В конце каверны наблюдаются значительные возмущения, и течение здесь, по-видимому, неустойчиво. Длина каверны колеблется с достаточно большой частотой, и создается впечатление, что эти колебания сопровождаются обильными брызгами. Однако вся каверна, кроме ее конца, ведет себя так, как если бы она была частью тела. [5]

В некоторых случаях присоединенная каверна может стабилизироваться до такой степени, что ее длина колеблется около среднего значения, но сама она не проходит фазы полного заполнения, отрыва и повторного образования. Цикличность может сохраниться, но периодическое накопление и выброс жидкости, внесенной в каверну обратной струей, будет происходить только в ее концевой зоне. Именно так ведут себя каверны, замыкающиеся на криволинейных хвостовых частях симметричных стоек и погруженных тел ( разд. В этом смысле они являются квазистационарными. Такие квазистационарные каверны, длина которых меньше длины тела, образуются на гидропрофилях, обтекаемых под утлом атаки. Длинные суперкаверны, тянущиеся за телом, также стремятся к стационарному состоянию. Ниже в этой главе при рассмотрении суперкавитации будет показано, что прогресс в исследовании стационарных каверн был достигнут благодаря линеаризации, которая не требует учета условий в обратной струе, образующейся в конце каверны. Акоста [1] рассматривал плоскую пластинку с каверной, присоединенной на острых передней и задней кромках. Он получил следующие соотношения для длины каверны 1С и коэффициента подъемной силы CL для пластины с хордой / в зависимости от числа кавитации К. [6]

Условия течения в конце присоединенной каверны очень близки к условиям течения, описанным в приведенных выше примерах, но осложняются тем, что вместо четко ограниченной струи на выпуклой стороне поверхности раздела существует сплошное поле течения. Поэтому при расчете расхода д3 требуется интегрировать уравнение количества движения всего потока, проходящего через соответствующее поперечное сечение, а также учитывать распределение давления в жидкости. Задача облегчается тем, что давление на поверхности раздела можно считать постоянным. В случае большой каверны, образованной около тела вращения, возвратное течение с расходом / з называется обратной струей. Такое возвратное течение существует в концевой зоне всех каверн, за исключением частного случая, когда струя подходит к направляющей поверхности по касательной, как в примере, представленном на фиг. [7]

Однако трудности исследования пульсирующей присоединенной каверны делают сложным математическое решение этой задачи. [8]

Нижний по потоку конец присоединенной каверны представляет собой особенно интересную зону. [9]

Кроме того, давление внутри присоединенной каверны может быть низким и достигать давления насыщенного пара, в то время как давление в зоне отрыва обычного пограничного слоя близко к давлению в окружающей среде. В зоне суперкавитации давление равно давлению насыщенного пара, если эта зона не связана с атмосферой или каким-либо источником газа. [10]

Современные представления о циклической природе присоединенных каверн основаны главным образом на изучении кинограмм, полученных с помощью высокоскоростной съемки. Исследователи, делавшие свои выводы на основе изучения одиночных мгновенных фотографий, часто ошибочно принимали случайную конфигурацию каверны за ее равновесную форму. Высокоскоростная киносъемка представляет собой исключительно мощное средство изучения таких динамических процессов. [11]

При изучении большого числа фотографий присоединенных каверн выяснилось, что число перемещающихся каверн в потоке гидродинамической трубы замкнутого типа определяется в первую очередь скоростью течения и характеристиками ядер кавитации в жидкости. Таким образом, при одном и том же распределении ядер кавитации частота, с которой они вносятся в зону торможения, приблизительно пропорциональна скорости течения. Связь этого свойства течения с числом и частотой разрушающих ударов рассматривается в разд. [12]

Иногда наблюдаются колебания, при которых присоединенная каверна сначала растет, а затем схлопывается вследствие захвата жидкости и последующего заполнения каверны с конца зоны кавитации. Максимальная длина присоединенной каверны зависит от поля давления. Каверна может заканчиваться в точке присоединения основного потока жидкости к поверхности тела на некотором расстоянии от передней кромки каверны ( линии отрыва) или может простираться далеко за пределы тела до смыкания основного потока с образованием полости, охватывающей тело. В последнем случае кавитацию называют суперкавитацией. [13]

Наконец, заметим, что, хотя образование присоединенных каверн и отрыв пограничного слоя во многом сходны, причины их возникновения различны. Кавитационная полость возникает в результате фактического отрыва жидкости от направляющей поверхности с образованием зоны, не содержащей жидкости. Область отрыва возникает в результате отрыва пограничного слоя с образованием зоны, заполненной жидкостью. [14]

Расчетные схемы супер-кавитационного обтекания пластины. [15]

Страницы: 1 2 3 4