85)Основное понятие кавитации.
К а в и т а ц и я – это явление, когда пузырьки пара или паровоздушные пузырьки, появившиеся при давлении в движущейся жидкости, меньшем давления насыщенных паров, попадая в область повышенного давления, смыкаются (паровые пузырьки конденсируются, а газовые сжимаются). Разрушение пузырьков сопровождается шумом, вибрацией и местными
гидравлическими ударами, приводящими к постепенному эрозийному разрушению твердых стенок. Возникновение кавитации значительно усиливается при наличии в жидкости пузырьков воздуха, а также растворенных газов. Кавитационные явления наиболее часто возникают в рабочих полостях насосов, гидродвигателей, в клапанах и в щелях распределительной аппаратуры. Одной из мер борьбы с кавитацией является повышение давления в зонах возможного разрыва жидкости.
86)Негативные последствия кавитации.
Жидкость, содержащая паровоздушную смесь, приобретает свойства, отличные от свойств воды: сжимаемость ее значительно возрастает. Попадая в область повышенного давления, пузырьки пара конденсируются и переходят в жидкое состояние, а воздушные сжимаются или полностью смыкаются. Это явление происходит мгновенно и сопровождается сильными ударами с резким повышением давления, в несколько тысяч раз превосходящего атмосферное. Так как микроудары многократно повторяются на очень малой площадке, происходит разрушение твердой поверхности. В результате имеет место так называемая кавитационная эрозия.
Явление кавитации уменьшает пропускную способность трубопроводов, снижает подачу и КПД насосов. Кавитационная эрозия приводит к разрушению лопастей гидравлических турбин, насосов, гребных винтов и даже бетонных гидротехнических сооружений.
87)Определение расхода и скорости при истечении жидкости. Сравнение истечения через отверстия и насадки различных типов.
Скорость истечения жидкости через отверстие такое отверстие
где Н - напор жидкости
φ- коэффициент скорости
где α - коэффициент Кориолиса; ζ- коэффициент сопротивления отверстия.
Расход жидкости определяется как произведение действительной скорости истечения на фактическую площадь сечения:
Произведение ε и φ принято обозначать буквой и называть коэффициентом расхода,
т.е. μ = εφ.
В итоге получаем
расход
Из-за образования вихрей внутри насадка выходная скорость при истечении из него меньше, чем из отверстия. Но расход больше из-за всасывающего эффекта. Насадок примерно на 30% увеличивает расход и на 15% уменьшает выходную скорость истечения
88)Всасывающий эффект насадка. Кавитация в насадке.
Применяем законы сохранения массы и энергии к сечениям с-с и в-в .
Внутри насадка давление меньше атмосферного! – за счет этого жидкость дополнительно подсасывается в насадок. Это увеличивает скорость в сжатом сечении и расход жидкости
Если каким угодно способом уменьшить давление в сечении потока, то скорость в этом сечении возрастет.
Кавитация в цилиндрическом насадке
Если внутри насадка отсутствует зона разрежения, он работает как отверстие
Давление в сжатом сечении меньше атмосферного
рс<=рн.п - кавитация
При этом через насадок движется смесь жидкости и пара. Массовый расход не меняется. Струя пролетает через насадок, не успевая расшириться