Як визначаються гідравлічні втрати на місцевих опорах Від чого залежить величина
Втрати на місцевих опорах обумовлені деформаціями поля швидкостей:
зміна прохідного перерізу плавне або раптове (дифузор, конфузор та раптово);
коліна та закруглення;
запірна та регулююча арматура;
розподільна арматура (трійники, відгалужувачі, хрестовини...)
,
деξміс.[–] коефіцієнт місцевого опору.ξміс.=f(Re), де – середня швидкість потоку,d- діаметр труби,ν- кінематична в'язкість рідини.
Що таке кавітація? Перелічіть руйнівні чинники кавітації.
Cavitus(лат.) - порожнеча.Явлення холодного закипання рідини при зниженні тиску в ній до рівня тиску насичення при даній температурі.
Колапс - різке стиснення каверни при підвищенні тиску.
Піттінг — руйнування металу через кавітацію.
КАВІТАЦІЯ -утворення газових бульбашок у рідині. Термін було введено близько 1894 р. британським інженером Р.Фрудом.
Якщо тиск у будь-якій точці рідини стає рівним тиску насиченої пари цієї рідини, то рідина в цьому місці випаровується і утворюється паровий пляшечку.
Парові бульбашки у рідині легше утворюються при зниженому тиску. Коли ж тиск навколишнього середовища стає більшим за тиск насиченої пари рідини, кавітаційний пляшечку з силоюсхлопывается. Таке схлопування бульбашок створює шум, викликає вібрацію та пошкодження конструкцій,несприятливо відбивається на роботі відповідних машин та механізмів. Місцеве зниження тиску в рідині відбувається при швидкому відносному русі тіла та рідини.
Кавітаційний коефіцієнт.Явище кавітації абсолютно однаково і для потоку, що обтікає нерухоме тіло, і для середовища, в якому рухається тіло. В обох випадках важливі лише відносна швидкість та абсолютний тиск. Співвідношення між тиском і швидкістю, за яких відбувається кавітація, дається безрозмірним критерієм, який називається кавітаційним коефіцієнтом (числом кавітації) і визначається виразом
деpv– тиск насиченої пари рідини при даній температурі.
Типи кавітації.При певній швидкості течії води місцевий тиск біля поверхні крила (катер) знижується до тиску водяної пари. На поверхні крила з'являються кавітаційні каверни. Бульбашки ростуть, зміщуючись у напрямі течії. (Оскільки бульбашки утворюються біля поверхні крила, вони мають напівсферичну форму.) Такий тип кавітації називаєтьсянестаціонарною (збігаючою) бульбашковою кавітацією. Якщо на поверхні є якийсь виступ, то бульбашки концентруються на ньому.
Кавітація може відбуватися в зоні вихорів, що утворюються в місцях підвищеного зсуву та зниженого тиску.Вихрова кавітаціячасто спостерігається на передній кромці підводних крил, на передніх кромках лопатей і позаду маточини гребного гвинта. Можливе одночасне виникнення різних типів кавітації. Кавітація в рідині, що викликається звуковою хвилею, називається акустичною.
Кавітація та техніка.Швидкість течії зазвичай сильно знижується біля задньої кромки профілю. Тут тиск стає вищим за тиск пари. Як тільки умови,сприятливі для кавітації, зникають, бульбашки відразу схлопываются. Енергія, що вивільняється при схлопывании бульбашок, дуже значна.
Ерозія.Велика енергія, що розсіюється при схлопывании кавітаційних бульбашок, може призводити до пошкодження поверхонь підводних конструкцій, гребних гвинтів, турбін, насосів і навіть вузлів ядерних реакторів. Масштаби такого явища, що називається гідравлічною ерозією, можуть бути різними – від точкової поверхневої ерозії після багатьох років експлуатації до катастрофічного виходу з ладу великих конструкцій.
Вібрація.Кавітація на гребних гвинтах може викликати періодичні коливання тиску, що діє на корпус судна та силові установки. Кавітаційна вібрація судна створює дискомфортні умови для пасажирів та команди.
ККД і швидкість.Кавітація може суттєво збільшувати гідродинамічний опір, внаслідок чого знижується коефіцієнт корисної дії гідравлічного обладнання. Надмірна кавітація на гребному гвинті може зменшити його тягу та обмежити максимальну швидкість судна; кавітація може бути причиною зниження продуктивності турбіни чи насоса і навіть зриву його роботи.
Шум.Деяка частина енергії, що вивільняється при схлопывании кавітаційних бульбашок, перетворюється на звукові хвилі. Такий шум особливо небажаний на військово-морських судах, оскільки підвищує ймовірність їхнього виявлення.
Як правило, кавітація небажана (у морській та турбонасосній техніці). Але в деяких випадках її викликають навмисно. Прикладом може бути кавітаційний гідромонітор. Велика енергія, що вивільняється при схлопывании кавітаційних бульбашок у водяному струмені, використовується буріння (з допомогою ерозії) гірських порід й у обробки поверхонь.
">