Cтраница 3
В теоретическом и прикладном плане достаточно хорошо для инженерных приложений разработаны вопросы паровой кавитации. Проблемы газовой кавитации, обусловленной диффузионными явлениями, на которой основывается напорная флотация, разработаны меньше. Пока имеется ограниченное число работ, которые позволили бы оценивать количество выделяющегося газа, дисперсный состав и счетную концентрацию пузырьков, образующихся при дросселировании насыщенной воздухом жидкости. [31]
Маловязкие товарные нефти, перекачиваемые по магистральным трубопроводам большого диаметра, разогреваются; с кавита-ционной точки зрения поведение их в этом случае приближается к поведению метастабильных жидкостей. Влияние газовой кавитации при этом ослабевает. [32]
Полученное возрастание напора насоса после возникновения местной газовой кавитации хорошо согласуется с результатами опытов [2] и объясняется улучшением гидродинамики обтекания рабочих лопаток. Некоторое затягивание возникновения газовой кавитации на подобных режимах при увеличении частоты вращения вала, по-видимому, связано с инерционностью процесса газовыделения при прохождении жидкостью зоны пониженного давления. [33]
Важной характеристикой является время жизни возникшей полости. Как будет видно в дальнейшем, для газовой кавитации, если размер пузырька мал настолько, что его собственная резонансная частота несколько выше частоты звука, время жизни его в звуковом поле меньше периода звука ( или при больших амплитудах звука, возможно, составляет несколько периодов); пузырек быстро захлопывается, при этом возникают большие давления и высокие температуры - образуется сферическая ударная волна. [34]
Одной из причин вибрации центробежных насосов являются различные формы кавитации, возникающие из-за падения давления в потоке жидкости ниже давления насыщения ( кипения); возникает в областях с высокими скоростями движения жидкости, в частности, как следствие недостаточного подпора на приеме насоса. При переходе от безкавитационной работы насоса к режиму с газовой кавитацией происходит резкое возрастание вибрации. Спектр вибрации, в отличие от других неисправностей - сплошной. [35]
В фазе разряжения в жидкости образуется разрыв в виде полости, которая может быть заполнена паром жидкости или газом, если он был в этой полости или успел туда диффундировать при понижении давления. Соответственно различают кавитацию кипения ( по терминологии Я. И. Френкеля) и газовую кавитацию. [36]
В то же время существующее давление достаточно для того, чтобы вызвать газовую кавитацию. [37]
Поэтому газовая кавитация может происходить при значениях К, больших Ki для паровой кавитации. При большой скорости внешнее давление велико в момент достижения критического значения минимального давления и газовая кавитация может не развиваться даже при высоком содержании газа. [38]
В качестве жидкого компонента используют обычные несжимаемые жидкости - техническую воду или буровые растворы. Известно, что такие реальные жидкости ( насыщенные газообразным компонентом и твердой фазой) способны образовывать в зонах местного понижения давления пузырьки газа, которые при схлопывании в зонах большого давления производят ощутимый разрушающий эффект, эффект истинной и газовой кавитации. [39]
В фазе сжатия при кавитации кипения пар конденсируется в образованных полостях под действием пластового давления и поверхностного натяжения, создавая вакуум. В результате стенки полостей разрывов схлопываются так, что при этом резко повышается давление, порождающее ударные волны. В условиях газовой кавитации газ, находящийся в полостях разрыва, подвергается сильному адиабатическому сжатию, которое сопровождается не только сильным увеличением давления, но и локальным повышением температуры. Для оценки степени повышения давления и температуры в работе [43] была рассмотрена задача об адиабатическом схлопывании полости, заполненной газом. [40]
Исследования значения необходимого давления на входе в насос ( см. § 2.3) показывают, что расчеты для паровой кавитации совершенно не подходят для газовой. Введение различных поправок решает задачу инженерных расчетов, но не отражает физической сути явления. Акустическая модель кавитации объединяет понятия паровой и газовой кавитации, рассматривая ее как локальное возникновение в проточном тракте насоса сжимаемой среды, приводящей к запиранию каналов рабочего колеса. Вне зависимости от того - паровая или газовая кавитация возникла в насосе, она определяется сжимаемостью среды и числом Маха, равным единице. При этом понятны все моменты, которым раньше было трудно найти объяснение: это и влияние вязкости, и температуры, и свободного газа на кавитацию. Так, в работе [90] кавитацион-ные качества насоса на керосине лучше, чем на воде, при этом они улучшаются при увеличении температуры топлива. Это можно объяснить увеличением скорости звука с возрастанием температуры, но никак не размерами кавитационной зоны. Теория акустического запирания менее разработана, но лучше отражает физическую суть явления. [41]
Эти формы кавитации по мере увеличения ее интенсивности проходят газовую и паровую стадии. При снижении давления ( увеличении скорости потока) наступает такой момент, когда газовые пузырьки в результате анизотропной направленной диффузии растворенного в воде газа начинают резко расти в объеме. Происходит дегазация жидкости, которую часто называют газовой кавитацией; так как при дегазации возникают импульсы давлений, то рост пузырька имеет циклический характер. [42]
При быстром перемещении подвижных частей в гидросистемах, обусловливающих значительное увеличение рабочего объема, жидкость не всегда может быстро заполнить образующийся дополнительный объем, что является причиной появления кавитации в области отрицательных давлений. Эта область заполняется парами жидкости или газом, если последний был растворен в жидкости. В первом случае возникает кавитация кипения, во втором - газовая кавитация. При газовой кавитации пузырьки выделившегося газа быстро захлопываются, при этом возникают мгновенные большие давления и высокие температуры, давление образует сферические ударные волны, которые разрушают встречающиеся на их пути поверхности. [43]
При быстром перемещении в гидросистемах подвижных частей, обуславливающих значительное увеличение рабочего объема, жидкость не всегда может заполнить образующийся дополнительный объем. Под действием образующегося вакуума происходит разрыв потока за счет испарения жидкости и выделения из нее растворенных газов. В первом случае наблюдается кавитация кипения, во втором - газовая кавитация. При газовой кавитации пузырьки газа быстро захлопываются, в результате возникают большие местные давления и температуры, которые разрушают поверхности. Для уменьшения кавитации производят дегазацию жидкости. [44]
При быстром перемещении в гидросистемах подвижных частей, обуславливающих значительное увеличение рабочего объема, жидкость не всегда может заполнить образующийся дополнительный объем. Под действием образующегося вакуума происходит разрыв потока за счет испарения жидкости и выделения из нее растворенных газов. В первом случае наблюдается кавитация кипения, во втором - газовая кавитация. При газовой кавитации пузырьки газа быстро захлопываются, в результате возникают большие местные давления и температуры, которые разрушают поверхности. Для уменьшения кавитации производят дегазацию жидкости. [45]