Институт за технология на флуидни системи Лекция Кавитация WS 201011
Институт за технология на флуидни системи Лекция Кавитация WS 2010/11 Dr.-Ing. Герхард Лудвиг
Съдържание - Кавитация Лекция 1 Въведение 2 Физически основи 3 Изследвания в началото на кавитацията 4 Разширена кавитация 5 Ефекти от кавитацията 19 октомври 2010 г. Dr. Лудвиг Лекция Кавитация WS 2010/11 2
Книги за задълбочаване на материала на лекцията Кавитация KNAPP/ЕЖЕДНЕВНО/HAMMIT Кавитация McGraw-Hill Book Company ISAY Kavitation Schiffahrts-Verlag Hansa C Schroedter & Co. Hermes Verlag Paris FRANC/MICHEL Основи на кавитацията Springer Холандия 19 октомври 2010 г. Dr. Кавитация на лекция на Лудвиг WS 2010/11 3
Преглед на съдържанието - Глава 1 Въведение 1.1 Дефиниция на термина кавитация 1.2 Кавитация - техническо значение 1.3 Форми на кавитация 1.4 Хидродинамични причини за развитието на кавитация 1.4.1 Вътрешен поток 1.4.2 Външен поток 1.4.3 Места на възможна кавитация в центробежна помпа 1.5 Параметри, влияещи на началото на кавитацията 1.5 .1 Примерна якост на опън 1.5.2 Примерна зона за смесване на струя 19 октомври 2010 г. Dr. Кавитация на лекция на Лудвиг WS 2010/11 4
1.1 Определение на термина кавитация (1) Локална фазова промяна в течности поради хидродинамично намаляване на налягането (т.е. във връзка с движение) от течност в газообразна. Образуване на кухини, пълни с пара и газ. Обратно: кипене или кипене, изпаряване, причинено от добавяне на топлина или намаляване на статичното налягане в течността. Получените мехурчета от пара се носят заедно с потока и се срутват като имплозия, когато налягането отново се повиши над налягането на парите. Пълният процес се състои от изпаряване и рекондензация. 19 октомври 2010 г. Dr. Кавитация на лекция на Лудвиг WS 2010/11 5
1.1 Определение на термина кавитация (2) Процес на кипене Намаляване на налягането при кипене напр. в тръбопровод 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 6
1.2 Кавитация Техническо значение (1) История През 1895 г. нов есминец на английския флот не достига желаната скорост. Причината за това се подозираше в кухини, пълни с пара на лопатката на витлото. Първо фундаментално разследване за кавитация на корабни витла от сър Торникрофт и Барнаби. През 1895 г. сър Чарлз Парсънс изгражда първия кавитационен канал за изследване на кавитационните явления върху корабните витла.В началото на века, с увеличаване на задвижващата мощност на корабните витла, на лопатките са открити все по-тежки материални щети. Още през 1754 г. Леонхард Ойлер прогнозира възможната поява на кавитация въз основа на теоретични съображения. 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 7
1.2 Кавитация Техническо значение (2) Първи кавитационен канал, построен от сър Чарлз Парсънс (1895) 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 8
1.2 Кавитация Техническо значение (2) Ефекти Образуване на двуфазен поток, който стеснява свободното напречно сечение на поточна машина. - Промяна в характеристичната крива на машината (намаляване на ефективността, намаляване на подаващата глава). Появяват се силни вибрации. Появяват се значителни шумове. Разрушаване на материала в резултат на високочестотни скокове на налягане, възникващи по време на имплозия на балон (т.е. рекондензация). 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 9
1.2 Кавитация Техническо значение (3) Използване на кавитация Почистване на повърхността с ултразвук чрез използване на агресивността на имплозията на звукови индуцирани мехурчета Течна струя за рязане на материали Водно струйно оптимизиране с помощта на кавитация. Интензифициране на процесите на смесване, напр. в хранителната промишленост, производство на емулсии. Подобряване на пулверизацията в инжекторите за гориво, пречистване и пречистване на отпадъчни води, студено изпаряване и извличане на въглеводороди от замърсена вода. Унищожаване на вредни микроорганизми (напр. Почистване на баластна вода върху цистерни) Литотрипсия (разбиване на бъбреци и други камъни) Локално и пространствено ограничено освобождаване на терапевтични агенти в човешкия организъм с помощта на звукова индуцирана кавитация 19 октомври 2010 г. Dr. Лудвиг Лекция Кавитация WS 2010/11 10
1.3 Форми на кавитация (1) Кавитация с единичен балон Съвет вихрова кавитация 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 11
1.3 Форми на кавитация (2) Кавитация на ивици Съвет вихрова кавитация 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 12
1.3 Форми на кавитация (3) 19 октомври 2010 г. Dr. Лудвиг Лекция Кавитация WS 2010/11 13 Кавитация с единичен балон
1.3 Форми на кавитация (4) 19 октомври 2010 г. Dr. Лудвиг Лекция Кавитация WS 2010/11 14 Слоева кавитация
1.3 Форми на кавитация (5) Вихрова кавитация в срязващ слой 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 15
1.3 Форми на кавитация (6) 19 октомври 2010 г. Dr. Лудвиг Лекция Кавитация WS 2010/11 16 Супер Кавитация
1.3 Форми на кавитация (7) Нестабилна облачна кавитация 19 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 17
1.3 Форми на кавитация (8) Нестабилна облачна кавитация 26 октомври 2010 г. Dr. Лекция на Лудвиг Кавитация WS 2010/11 18