Другие журналы

научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана

НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Издатель ФГБОУ ВПО "МГТУ им. Н.Э. Баумана". Эл № ФС 77 - 48211.  ISSN 1994-0408

Кавитационные свойства жидкостей

# 03, март 2016
DOI: 10.7463/0316.0835344
Файл статьи: SE-BMSTU...o036.pdf (1111.48Кб)
авторы: Ефремова К. Д.1,*, Пильгунов В. Н.1

УДК 543.8 + 541.13

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Кавитационные свойства жидкости необходимо учитывать в инженерном проектировании гидравлических машин и устройств гидроавтоматики в случаях, когда в их рабочем процессе возможно падение абсолютного давления в жидкости ниже атмосферного, и жидкость определенное время находится в разреженном состоянии. Холодное кипение, происходящее при сравнительно низкой температуре и пониженном абсолютном давлении внутри или на поверхности жидкости, рассматривается как гидростатическая кавитация, если жидкость неподвижна, или как гидродинамическая кавитация, если жидкость попадает в условия, при которых в сечении потока резко возрастает скоростной напор и падает абсолютное давление.
В соответствии с теорией кавитации, первая фаза кавитации наступает тогда, когда абсолютное давление в дегазированной жидкости падает до значения давления насыщенных паров и растворенный в жидкости воздух, покидая межмолекулярное пространство, превращается в микропузырьки нерастворенного воздуха и становится генератором кавитационных «ядер». Практический интерес представляет количественная оценка величины минимально допустимого абсолютного давления в реальной, частично или полностью дегазированной жидкости, при которой возникает гидростатическая кавитация.
Поскольку давление насыщенных паров жидкости, в определенной степени, связано с силами межмолекулярного взаимодействия, необходимо обладать информацией о кавитационных свойствах технических растворов, в том числе и раствора воздуха в жидкости, поскольку растворенное вещество может ослаблять межмолекулярные связи и влиять на величину давления насыщенных паров растворителя. В процессе эксперимента вакуумирование жидкостей осуществлялось при помощи разработанного гидравлического вакуумного насоса с пневмоприводом.
Представлены использованные в эксперименте технологии гидростатической и гидродинамической дегазаций жидкости.
В результате проведенных экспериментальных исследований кавитационных свойств технических жидкостей (дистиллированной и морской воды, насыщенного раствора NaCl, глицерина чистого и в виде раствора 49/51 % в воде, минерального масла и авиационного керосина), получены количественные оценки допустимого абсолютного давления в технических жидкостях и растворах, его зависимости от давления насыщенных паров, влияния степени гидродинамической дегазации жидкости и количества растворенного в ней вещества на прочность жидкости на разрыв.
Дана сравнительная оценка кавитационных свойств технических жидкостей. В процессе исследования кавитационных свойств растворов установлено, что уровень допустимого абсолютного давления в растворе больше того же показателя у растворителя. Высказано предположение, что растворенные твердое, жидкое или газообразное вещества ослабляют межмолекулярные связи растворителя и увеличивают давление его насыщенных паров.

Список литературы
1. Пирсол И. C . Кавитация: пер. с англ. М.: Мир, 2012. 98 с.
2. Смородов Е.А., Галиахметов Р.Н., Ильгамов М.А. Физика и химия кавитации. М.: Наука, 2008. 226 с.
3. Окслер Г. Что такое кавитация? // Арматуростроение. 2012. № 3 (78). C . 70-73.
4. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация: пер. с англ. М.: Мир, 1974. 687 с.
5. Маргулис М.А. Сонолюминесценция // Успехи физических наук. 2000. № 3 (170). С. 263-287. DOI : 10.3367/UFNr.0170.200003c.0263
6. Пильгунов В.Н. Исследование разрывной прочности минерального масла // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 5. Режим доступа: http://technomag.edu.ru/doc/370692.html (дата обращения 01.02.2016).
7. Яворский Б.М., Датлаф А.А. Справочник по физике. М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1981. 512 с.
8. Акопян В.Б., Альков С.В., Бамбура М.В., Ершов Ю.А. Поверхность кавитирующего пузырька // Машиностроитель. 2015. Т. 84, вып. 12. С. 10-15.
9. Алимов М.А., Воробьев Д.А., Хвесюк В.И. Модель воздействия кавитационного пузырька на стенку канала в приближении точечного взрыва в несжимаемой жидкости // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2012. № 07. С. 309-324. DOI :10.7463/0712.0435175
10. Аганин А.А., Ильгамов М.А., Лэхи Р.Т., Нигматулин Р.И., Талейархан Р.П., Топорков Д.Ю. Эволюция возмущений сферической формы кавитационного пузырька при его сверхсжатии // Вестник Башкирского университета. 2012. Т. 17, № 3. С. 1180 -1195. Режим доступа:http://bulletin-bsu.com/arch/2012/3/1-1/ (дата обращения 01.02.2016).
11. Ni B.Y., Zhang A.M., Wu G.X. Numerical and Experimental Study of Bubble Impact on a Solid Wall // Journal of Fluids Engineering. 2015. Vol . 137, iss. 3. DOI : 10.1115/1.4028798
12. Ковалев А.А. Моделирование кавитационного воздействия на рабочую поверхность изделия, эксплуатируемого в гидродинамической среде // Наука и образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2013. № 11. С. 25-36. DOI :10.7463/1113.0623525
13. Tomita Y., Robinson P.B., Tong R.P., Blake J.R. Growth and collapse of cavitation bubbles near a curved rigid boundary // Journal of Fluid Mechanics . 2002. Vol . 466. P . 259-283. DOI : 10.1017/S0022112002001209
14. Сиротюк М.Г. Акустическая кавитация. М.: Наука, 2008. 271 с.
15. Леонов Г.В., Савина Е.И. Информационное моделирование кавитационных процессов, инициированных ультразвуковыми осцилляторами // International Workshops and Tutorials on Electron Devices and Materials ( EDM'2006) . Новосибирск: НГТУ, 2006. Режим доступа: http://ультразвук.net/downloads/edm06/modeling_rus.pdf (дата обращения 01.02.2016).
16. Ashokkumar M., Rink R., Shestakov S. Hydrodynamic cavitation – an alternative to ultrasonic food processing // Electronic Journal Technical Acoustics . 2011. No. 9. Режим доступа:http://www.ejta.org/en/ashokkumar1 (дата обращения 01.02.2016).
17. Margulis M.A. Sonochemistry as a New Promising Area of High Energy Chemistry // High Energy Chemistry. 2004. Vol . 38, iss . 3. P . 135-142. DOI : 10.1023/B:HIEC.0000027648.69725.98
18. Маргулис М.А. О механизме возникновения свечения и электризации при течении жидкостей в узком канале / под ред. М.А. Маргулиса, В.Н. Пильгунова // Журнал физической химии . 2009. Т. 83, № 10. С. 1975-1979.
19. Маргулис М.А., Пильгунов В.Н. Механизм свечения и электризации жидкостей при течении в узких каналах // Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. Физика. 2010. № 1. С. 64-79. Режим доступа: http://cyberleninka.ru/article/n/mehanizm-svecheniya-i-elektrizatsii-zhidkostey-pri-techenii-v-uzkih-kanalah (дата обращения 01.02.2016).
Поделиться:
 
ПОИСК
 
elibrary crossref ulrichsweb neicon rusycon
 
ЮБИЛЕИ
ФОТОРЕПОРТАЖИ
 
СОБЫТИЯ
 
НОВОСТНАЯ ЛЕНТА



Авторы
Пресс-релизы
Библиотека
Конференции
Выставки
О проекте
Rambler's Top100
Телефон: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)
  RSS
© 2003-2017 «Наука и образование»
Перепечатка материалов журнала без согласования с редакцией запрещена
 Тел.: +7 (915) 336-07-65 (строго: среда; пятница c 11-00 до 17-00)