Суперкавитация — Карта знаний
- Суперкавитация — это режим движения тела в водной среде, при котором вокруг него с помощью специального головного кавитатора образуется полость, заполненная водяным паром. В данном режиме происходит значительное снижение коэффициента сопротивления, что позволяет существенно повысить скорость и дальность движения тела.
Источник: Википедия
Связанные понятия
Паровой взрыв (англ. Vapor Explosion) — резкое (быстрое) за время 1 мс образование больших количеств пара, сопровождающееся местным повышением давления, вследствие перехода тепловой энергии (затрачиваемой на испарение жидкости и расширение пара) в механическую. Кавита́ция (от лат. cavita — пустота) — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или пустот), которые могут содержать разреженный пар. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности… Критический поток — это эффект, возникающий в сжимаемом потоке. Параметр, который становится критическим или «ограниченным», — это скорость или массовый расход. Пограни́чный слой (ПС) в аэродинамике — слой трения: тонкий слой на поверхности обтекаемого тела или летательного аппарата (ЛА), в котором проявляется эффект вязкости. ПС характеризуется сильным градиентом скорости потока: скорость меняется от нулевой, на поверхности ЛА, до скорости потока вне пограничного слоя (в аэродинамике принято рассматривать ЛА неподвижным, а набегающий на него поток газа имеющим скорость ЛА, то есть в системе отсчёта ЛА). Глисси́рование — это движение по воде, при котором предмет удерживается на её поверхности только за счёт скоростного напора воды, то есть он скользит по водной глади. При выходе на глиссирование происходит резкое уменьшение сопротивления движению. Усилие, необходимое для выхода на глиссирование, намного превышает усилие, необходимое для поддержания этого режима. Глиссирование является одним из примеров движения в точке сверхнеустойчивого равновесия. При глиссировании сила поддержания обусловлена… Дозвуковая скорость — скорость движения тела (транспортного средства, в частном случае), меньшая чем скорость распространения звуковых колебаний при заданных условиях в заданной среде. Ко́нус воздухозабо́рника (также называемый генератор скачка) — конструктивный элемент внутри воздухозаборника реактивного самолёта или ракеты, использующийся для регулирования пропускной способности воздухозаборника. Применяется в некоторых летательных аппаратах с ПВРД, таких как Х-61 «Оникс» («Яхонт»), Lockheed D-21, PJ-10 «БраМос». Самолёты с турбореактивным двигателем (МиГ-21, Су-7, SR-71 и др.) также снабжаются конусом воздухозаборника. Атмосфе́рный шлюз (шлюзовая камера) — герметизируемое устройство или сооружение, позволяющее сообщение между зонами с разным давлением, разным газовым составом атмосферы по обе стороны устройства, в том числе и в случае с разными агрегатными состояниями вещества, как, например, в случае шлюзовых устройств на подводных аппаратах. Сверхзвуковое движение — перемещение тела в пространстве со скоростью, превышающей значение скорости звука. Момент движения, когда значение скорости тела достигает значения скорости распространения звуковой волны, соответствует точке звукового барьера. Характеристики движения тел при скоростях ниже звукового барьера и выше звукового барьера, отличаются существенно. Отличительная особенность в данном случае – образование ударной волны перед телом, преодолевшим звуковой барьер и находящимся в условиях… Помпа́ж (фр. pompage) — неустойчивая работа компрессора, вентилятора или насоса, характеризуемая резкими колебаниями напора и расхода перекачиваемой среды. Псевдоожижение — это процесс, при котором по сути твердая статическая масса переводится в псевдосостояние, подобное состоянию жидкой массы. В отличие от сжижения в псевдожидкое состояние переводится не газ, а сыпучая (при определенных обстоятельствах) масса. Сверхзвуковой воздухозаборник — воздухозаборник реактивного двигателя, предназначенный для работы при сверхзвуковых скоростях набегающего потока воздуха. Это тщательно спроектированная и изготовленная конструкция, от исполнения которой зависит надёжность работы авиационного двигателя и достижения им требуемых характеристик во всех эксплуатационных режимах полёта. Концево́й эффе́кт в РБМК — явление, заключающееся в кратковременном увеличении реактивности ядерного реактора (вместо ожидаемого снижения), наблюдавшееся на реакторах РБМК-1000 до их модернизации, при опускании стержней системы управления и защиты (СУЗ) из крайнего верхнего (или близкого к нему) положения. Эффект был вызван неудачной конструкцией стержней. Возможно, явился одним из факторов, способствовавших катастрофическому развитию Чернобыльской аварии. После аварии на Чернобыльской АЭС конструкция… Искусственное дыхание (искусственная вентиляция легких, ИВЛ) — комплекс мер, направленных на поддержание оборота воздуха через легкие у человека (или животного), переставшего дышать. Может производиться с помощью аппарата искусственной вентиляции легких, либо человеком (дыхание изо рта в рот, изо рта в нос, по Сильвестру и др.). Обычно при реанимационных мероприятиях совмещается с искусственным массажем сердца. Типичные ситуации, в которых требуется искусственное дыхание: несчастные случаи в результате… Пласти́нчатый отсека́тель (англ. Splitter plate) — разделительная перегородка между воздухозаборником и фюзеляжем, устанавливаемая на реактивных самолётах. Образующаяся щель используется для отвода пограничного слоя, нарастающего на фюзеляже, от воздухозаборников. Радиометрический эффект — явление самопроизвольного движения неравномерно нагретых тел, помещённых в разреженных газах, в направлении от более нагретой стороны к менее нагретой. Неравномерность нагревания обычно осуществляется односторонним освещением тела, с чем и связано название эффекта. Силы, приводящие тело в движение, называются радиометрическими. Срыв потока — неконтролируемое нарушение баланса процессов ламинарного и турбулентного характеров в движении газа (жидкости) относительно обтекаемого тела. Воздушный душ — это устройство в системе местной приточной вентиляции, обеспечивающее подачу сосредоточенного потока воздуха, создающего в зоне непосредственного воздействия этого потока на человека условия воздушной среды, соответствующие гигиеническим требованиям (в отношении температуры, влажности, подвижности воздуха и концентрации в нём вредных веществ). В тех случаях, когда рабочие должны находиться в производственном месте (или ином), где концентрация вредных веществ в воздухе превышает предельно-допустимую… Подводный планер (англ. underwater glider) — автономный подводный аппарат (АНПА), приводимый в движение за счёт изменения плавучести. С начала 2000-х годов применяются в научных и коммерческих исследованиях океана, военном деле и др.. Воздушная яма — разговорный термин, применяемый к тряске или другим колебаниям при полёте на летательном аппарате, в результате прохождения зоны турбулентности, то есть участка атмосферы с нестабильностью воздушных масс. Временная пульсирующая полость — сложный феномен кратковременного последействия, имеющий место после прохождения высокоскоростного ранящего снаряда (осколка, пули и т. п.) сквозь биологические ткани и вызывающий изменения их физико-морфологических свойств вдоль раневого канала. Результатом этого явления могут быть серьёзные поражения внутренних органов, которые удалены от полости раневого канала на значительное расстояние. Эффект Вентури заключается в падении давления, когда поток жидкости или газа протекает через суженную часть трубы. Этот эффект назван в честь итальянского физика Джованни Вентури (1746—1822). Гидравли́ческий уда́р (гидроудар) — скачок давления в какой-либо системе, заполненной жидкостью, вызванный быстрым изменением скорости потока этой жидкости. Может возникать вследствие резкого закрытия или открытия задвижки. В первом случае гидроудар называют положительным, во втором – отрицательным. Особо опасен положительный гидроудар. При положительном гидроударе несжимаемую жидкость следует рассматривать как сжимаемую. Гидравлический удар способен вызывать образование продольных трещин в трубах… Лобовое сопротивление — сила, препятствующая движению тел в жидкостях и газах. Лобовое сопротивление складывается из двух типов сил: сил касательного (тангенциального) трения, направленных вдоль поверхности тела, и сил давления, направленных по нормали к поверхности. Сила сопротивления является диссипативной силой и всегда направлена против вектора скорости тела в среде. Наряду с подъёмной силой является составляющей полной аэродинамической силы. Капельный кластер — гексагональная структура из микрокапель конденсата (характерный диаметр 20…200 мкм), левитирующих на расстоянии сопоставимом с диаметром капель над свободной поверхностью горизонтального слоя активно испаряющейся жидкости. Первое описание явления и комплекса условий, необходимых для его воспроизведения встречается в работе. Ветровые волны создаются вследствие воздействия ветра (передвижение воздушных масс) на поверхность воды, то есть нагнетания. Причина колебательных движений волн становится легко понятна, если заметить воздействие того же ветра на поверхность пшеничного поля. Хорошо заметна непостоянность ветровых потоков, которые и создают волны. Взрывозащи́та — комплекс средств, обеспечивающих нормальную эксплуатацию оборудования в местах, в которых существует опасность взрыва газа или пыли; предотвращающих воздействие на людей опасных и вредных факторов взрыва, обеспечивающие сохранность материальных ценностей.Производственные процессы должны разрабатываться так, чтобы вероятность возникновения взрыва на любом взрывоопасном участке в течение года не превышала 10−6. В случае технической или экономической нецелесообразности ограничивается… Аэродина́мика автомоби́ля — это раздел аэродинамики, изучающий аэродинамику автомобилей и другого дорожного транспорта. К числу первых автомобилей с кузовами удобообтекаемых форм следует отнести автомобили, построенные Женетти, Бергманом, Альфа-Ромео, Румплером и Яраем, появившиеся не столько в связи с изучением законов аэродинамики, сколько в результате чисто механического заимствования форм, используемых в снарядо-, корабле-, дирижабле- и самолетостроении. Наибольшего внимания заслуживает автомобиль… Тече́ние (водоёмов) — перемещение водных масс в водоёмах (морях, озёрах, водохранилищах). Основными видами течений являются: сточные (иногда именуются стоковыми), ветровые, конвекционные. Стефановское течение — это явление возникновения гидродинамического течения среды в процессе испарения или роста капель. Магнитогидродинамическая обработка (МГДО) – способ воздействия на поток минерализованной воды, в котором под воздействием магнитного поля индуцируется электрический ток. Электрический ток в электролитах поддерживается, как известно, перемещением заряжённых ионов и в потоке воды происходит изменение концентрации в объёме потока положительных и отрицательных ионов. С использованием МГДО можно добиться таких эффектов как, местное снижение pH воды (для снижения коррозионной активности потока воды), создания… Гидросистема (гидрасистема) (сокр. от гидравлическая система) — это совокупность элементов, воздействующих на текучую среду таким образом, что свойства каждого элемента оказывают влияние на состояние текучей среды во всех элементах системы. Перегру́зка — отношение абсолютной величины линейного ускорения, вызванного негравитационными силами, к стандартному ускорению свободного падения на поверхности Земли. Будучи отношением двух ускорений, перегрузка является безразмерной величиной, однако часто перегрузка указывается в единицах стандартного ускорения свободного падения g (произносится как «же»), равного 9,80665 м/с². Перегрузка в 0 g испытывается телом, находящемся в состоянии свободного падения под воздействием только гравитационных… Гидравлическое испытание — один из наиболее часто используемых видов неразрушающего контроля, проводящееся с целью проверки прочности и плотности сосудов, трубопроводов, теплообменников, насосов и другого оборудования, работающего под давлением, их деталей и сборочных единиц. Также гидравлическим испытаниям могут подвергаться схемы тепломеханического оборудования в сборе и даже целые тепловые сети. По принятой в большинстве стран практике, всё оборудование, работающее под давлением, подвергают гидравлическим… Геотермальный тепловой насос — система центрального отопления и/или охлаждения, использующая тепло земли, тип теплового насоса. Земля в геотермальных системах является радиатором в летний период или источником тепла в зимний период. Разница температур грунта используется, чтобы повысить эффективность и снизить эксплуатационные расходы системы обогрева и охлаждения, и может дополняться солнечным отоплением. Геотермальные тепловые насосы используют явление тепловой инерции: температура земли ниже… Климатическая камера (англ. climate chamber) — камера, позволяющая точно моделировать агрессивное воздействие окружающей среды и применяемая в научно-исследовательских учреждениях, разрабатывающих оборудование для машиностроения, а также оборонной и авиационной промышленности, предполагает наличие высокоточного измерительного прибора для контроля влажности и температуры воздуха. Гидротаранный насос или гидравлический таран (фр. bélier hydraulique, англ. hydraulic ram) — механическое устройство для подъёма воды на значительную (до нескольких десятков метров) высоту. Энергию для работы насос получает из потока воды, перетекающего под действием силы тяжести из т. н. «питающего» резервуара (например, из запруды на реке) по «питающей» трубе в какой-либо нижерасположенный сток (например, в ту же реку ниже по течению), благодаря чему устройство можно применять в местности, где… Автономный дыхательный аппарат, или Дыхательный Аппарат, ДА — изолирующий респиратор, который часто используется при проведении спасательных работ, тушении пожаров и в других ситуациях, когда вдыхание окружающего воздуха может представлять мгновенную опасность для жизни и/или здоровья. Подобные устройства могут использоваться и под водой. Дыхательные аппараты являются Изолирующими респираторами (то есть они не используют окружающий воздух для дыхания после очистки) и они не зависят от внешнего источника… Конденса́ция паров (лат. condense «накопляю, уплотняю, сгущаю») — переход вещества в жидкое или твёрдое состояние из газообразного (обратный последнему процессу называется сублимация). Максимальная температура, ниже которой происходит конденсация, называется критической. Пар, из которого может происходить конденсация, бывает насыщенным или ненасыщенным. Наддув кабины — процесс, в котором воздух закачивается в кабину/салон самолета или космического корабля, для создания безопасной и комфортной среды для людей на больших высотах. Течеиска́тель — прибор, предназначенный для выявления, локализации и количественной оценки величины течи. Работа течеискателей может базироваться на различных физических принципах, ориентированных как на прямые, так и на косвенные измерения параметров. Батитермограф — гидрологический прибор для измерения температуры воды в приповерхностных слоях океана и оценки её распределения по глубине. Слой скачка — слой воды в океане (море), в котором вертикальные градиенты океанографических характеристик (температура, солёность, плотность, скорость звука и др.) резко возрастают по сравнению с вертикальными градиентами в выше- и нижележащих слоях. Мёртвая то́чка — одно из крайних положений поршня в цилиндре паровой машины или двигателя внутреннего сгорания в момент его возвратно-поступательного движения. При остановке поршня в мёртвой точке для начала движения требуется внешнее воздействие. Для предотвращения заклинивания двигателя в мёртвой точке применяются различные методы: применение нескольких цилиндров, мёртвые точки которых разведены на различные положения выходного вала; в паровозах с компаунд-машиной — специальные схемы парораспределения… Основна́я гидрофизи́ческая характери́стика (ОГХ, кривая водоудерживания) — в физике почв изотермическая равновесная зависимость между капиллярно-сорбционным (матричным) давлением почвенной влаги и влажностью (обычно объёмной). Форма ОГХ специфична для каждого почвенного образца и характеризует структуру порового пространства почвы, гранулометрический и минералогический состав. Характеризуется гистерезисом, то есть несовпадением форм кривой при увлажнении и иссушении образца. В виду доминирования… Аэростатика (греч. Αερ — воздух; στατός — «неподвижный») — раздел гидроаэромеханики, в котором изучается равновесие газообразных сред, в основном атмосферы. Пневмокато́к — высокоэластичная резиновая шина особой конструкции, которая предназначается для повышения проходимости самоходных машин при движении на грунтах с низкой несущей способностью либо на сильно пересечённой местности. Из-за низкой грузоподъёмности и быстрого износа на дорогах с твёрдым покрытием широкого распространения пневмокатки не имеют. Скачок уплотнения — ударная волна, возникающая при обтекании тела потоком жидкости или газа, фронт которой сохраняет своё положение относительно этого тела.Суперкавитация – Энциклопедия по машиностроению XXL
Различают каверны двух основных видов присоединенные, т. е. начинающиеся и замыкающиеся на поверхности тела (частичная кавитация) и суперкаверны, которые замыкаются в потоке за телом (суперкавитация) (рис. 10.8).Суперкавитация возникает при уменьшении параметра х. [c.401]
Струи затопленные турбулентные 377 Суперкавитация 399 [c.434]
Для гидродинамики особый интерес представляет частный случай кипения, которое возникает в движущейся жидкости вследствие местных понижений давления до давления насыщенного пара. Такой вид кипения называют кавитацией. Это явление играет особую и главным образом отрицательную роль в гидродинамике машин и аппаратов и других технических приложениях. Кавитация может проявляться как в виде отдельных пузырьков, возникающих в местах пониженного давления и уносимых потоком (пузырьковая перемещающаяся кавитация), так и в виде сплошных, заполненных парами жидкости, полостей, присоединенных к поверхности обтекаемых тел (суперкавитация). Могут существовать и другие внешние проявления кавитации. [c.23]
Таким образом, течение при наличии суперкавитации (или, как принято говорить, суперкавитационное течение) можно рассматривать как струйное, о чем было сказано в 12. [c.290]
Экспериментально установлено, что при условии достаточно большой удаленности стенок канала от обтекаемого тела (т. е. когда течение практически безгранично) суперкавитация имеет место в диапазоне малых чисел кавитации 0,1 [c.290]
При развитой кавитации каверна имеет вид прозрачной полости, замыкающейся на теле (частичная кавитация) или оканчивающейся за телом (суперкавитация). В районе замыкания каверны образуется струйка, которая, попадая в полость каверны. [c.8]
Кавитация проходит следующие стадии начальную, развившуюся и суперкавитацию. Для плохо обтекаемых тел при начальной стадии кавитации р = 1 ч- (0,7 -ч 0,8) при развившейся р = = (0,7 -f- 0,8) ч- (0,2 ч- 0,1) при суперкавитации р [c.230]
Наличие К. неблагоприятно сказывается на работе гидравлич. машин, турбин, насосов, судовых гребных винтов, что заставляет принимать меры к избежанию К. Если это оказывается невозможным, то в нек-рых случаях полезно усилить развитие К., создать т. и. режим суперкавитации, отличающийся струйным характером обтекания, и, применив спец. профилирование лопастей, обеспечить благоприятные условия работы механизмов. Развитие К. в гидросистемах ракет может приводить к автоколебаниям и оказывать воздействие, напр., на продольную устойчивость корпуса ракеты. [c.227]
B-6. M. X у г (Франция), Исследование турбин при суперкавитации. [c.194]
| Рис. 15-23. Суперкавитация. Двумерный кавитационный след за плоской торцевой поверхностью клина. Vo= 9,l м1сек- а-0,5 (фотография получена в Калифорнийском технологическом институте). |  |
Первое слагаемое в этом приближенном выражении характеризует динамическое воздействие и практически является постоянной величиной, равной значению Со при а = 0. Второе слагаемое включает влияние предельного давления При суперкавитации Св является функцией числа кавитации. Этот коэффициент будет наименьшим, когда сг= 0. При постоянной скорости Ко этот эффект должен снижать полное лобовое сопротивление, когда а уменьшается. [c.423]
Распределение давления на затупленном теле, имеющем большой отрьганой след в некавитирующем потоке, будет в некоторых случаях приближенно соответствовать распределению давления для этого тела и при наличии суперкавитации. Рассмотрим для примера диск, перпендикулярный свободному потоку. В этом случае площадь фронтальной проекции S и площадь проекции отрывной зоны Sj равны друг другу. Осредненные давления в некавитирующем режиме на передней и задней поверхностях диска (pi и соответственно) имеют значения [c.423]
Сужение канала внезапное 341 Суперкавитация 420, 422—424 [c.477]
Иногда наблюдаются колебания, при которых присоединенная каверна сначала растет, а затем схлопывается вследствие захвата жидкости и последующего заполнения каверны с конца зоны кавитации. Максимальная длина присоединенной каверны зависит от поля давления. Каверна может заканчиваться в точке присоединения основного потока жидкости к поверхности тела на некотором расстоянии от передней кромки каверны (линии отрыва) или может простираться далеко за пределы тела до смыкания основного потока с образованием полости,, охватывающей тело, В последнем случае кавитацию называют суперкавитацией. На фиг. 1,6 и 1.7 показаны присоединенные каверны, причем каверна на фиг. 1,7 представляет собой суперкаверну. [c.21]
| Фиг. 1.7. Суперкавитация на теле с цилиидрическон носовой частью и квадратным наконечником. (Снимок Калифорнийского технологического института.) |  |
С достаточно большим расходом в область низкого давления за телом. Жидкость из этой области вытесняется и образуется каверна, наполненная газом. Такие каверны называются вентилируемыми. Для очень длинных каверн существует гидродинамическое подобие границ каверны и окружающего ее потока жидкости, если полностью развитые и вентилируемые течения сравниваются при одном и том же числе кавитации Кь, рассчитанном по действительному давлению в каверне. Это подобие позволяет классифицировать оба случая как суперкаверны и рассматривать большую часть их свойств в разделе, посвященном суперкавитации. [c.188]
В некоторых случаях присоединенная каверна может стабилизироваться до такой степени, что ее длина колеблется около среднего значения, но сама она не проходит фазы полного заполнения, отрыва и повторного образования. Цикличность может сохраниться, но периодическое накопление и выброс жидкости, внесенной в каверну обратной струей, будет происходить только в ее концевой зоне. Именно так ведут себя каверны, замыкающиеся на криволинейных хвостовых частях симметричных стоек и погруженных тел (разд. 5.4.4). В этом смысле они являются квазистационарными. Такие квазистационарные каверны, длина которых меньше длины тела, образуются на гидропрофилях, обтекаемых под углом атаки. Длинные суперкаверны, тянущиеся за телом, также стремятся к стационарному состоянию. Ниже в этой главе при рассмотрении суперкавитации будет показано, что прогресс в исследовании стационарных каверн был достигнут благодаря линеаризации, которая не требует учета условий в обратной струе, образующейся в конце каверны. Линейная теория для расчета двумерных профилей с замыкающимися на поверхности тела кавернами была применена в работах [1,26, 39]. Акоста [1] рассматривал плоскую пластинку с каверной, присоединенной на острых передней и задней кромках. Он получил следующие соотношения для длины каверны 1с и коэффициента подъемной силы для пластины с хордой I в зависимости от числа кавитации К и угла атаки а [c.209]
При дальнейшем уменьшении параметра К смесь пузырьков и воды охватывает всю хвостовую часть тела. Протяженность кавитационной зоны и интенсивность кавитации в следе будут возрастать до тех пор, пока внутренняя область следа не окажется целиком охваченной кавитацией и из нее не будет полностью вытеснена жидкость. Такое течение в следе называется суперкавитацией. Примеры полностью развитых кавитационных следов за круговым цилиндром представлены на мгновенных фотографиях (фиг. 5.16—5.18). На фиг. 5.16 и 5.17 показана каверна конечной длины, а на фиг. 5.18 каверна, достигшая полной длины . Снимки сделаны в плоскости, перпендикулярной оси цилиндра (чтобы показать ширину и форму каверны). На фиг. 5.16 основная каверна в момент съемки простирается за цилиндром на 3—4 калибра. За основной каверной тянется кавитационный след, имеющий периодический характер. Течение и кавитация при условиях, соответствующих фиг. 5.16, весьма неустойчивы. Каверна совершает колебания в длину и из стороны в сторону, что приводит к появлению периодически изменяющихся сил, приложенных к телу. Кавитационный след аналогичен течению с массой мелких пузырьков, уносимых потоком после отрыва присоединенных каверн (разд. 5.4). На фиг. 5.17 представлена другая фотография, снятая в другой момент времени, но при тех же скорости и давлении (при том же числе кавитации К). Поверхность основной каверны на фиг. 5.16 и 5.17 непрозрачна, и она относится к описанным выше присоединенным кавернам, у которых вдоль неровной поверхности раздела движется масса мелких пузырьков. [c.212]
Прикладное значение суперкавитации возросло вследствие более широкого применения судов на подводных крыльях и повышения интереса к винтам и турбомашинам, работающим при очень больших скоростях. Если не удается избежать кавитации, то, возможно, имеет смысл довести ее до суперкавитации, так как при этом течение становится более устойчивым. Большое внимание уделяется суперкавитирующим винтам [16, 49, 80, 81, 82, 87] и низконапорным насосам, применяемым для создания режима суперкавитации [2, 66, 79, 92]. Проведены некоторые исследования суперкавитирующих гидротурбин [40]. Другими важными областями приложения су-перкавитации является движение снарядов под водой с большими скоростями и вход в воду [c.220]
Наиболее важными формами в приложении к аппаратам с подводными крыльями, винтам и агрегатам, преобразующим энергию, являются профили, на которых отрыв потока происходит обычно на острых передней и задней кромках. Тонкие профили, обладающие этим свойством, исследовались теоретически и экспериментально в режиме суперкавитации при /(>0. В общем случае в условиях развитой кавитации (когда каверна длиннее хорды гидропрофиля) коэффициент подъемной силы уменьшается, а коэффициент лобового сопротивления возрастает по сравнению с соответствующими значениями при бескавитационном обтекании. С уменьшением параметра К коэффициенты Сь и Св уменьшаются до их предельных значений, соответствующих значению /С=0. С уменьшением К каверна удлиняется. Теоретически при /(=0 она должна простираться в бесконечность. С помощью метода Тулина получены линеаризованные решения для класса профилей малой, но произвольной кривизны, в том числе для дуги окружности и плоской пластины. В табл. 5.5 собраны результаты расчетов плоских пластин и профилей, образованных дугами окружностей, при К = 0 и /(>0, заимствованные из работ [25, 28, 39, 85, 94]. Согласно этим результатам, Сь и Сд стремятся к предельным значениям при /С = 0. Предельные значения для плоской пластины совпадают с точным решением, полученным на основе теории течений со свободными линиями тока, развитой Кирхгофом и Рэлеем [48], вплоть до членов, содержащих квадрат угла атаки. Предельное значение коэффициента подъемной силы, полученное при /С=0, состав- [c.242]
Для работы в режиме суперкавитации профили приходится делать достаточно толстыми по соображениям прочности. Если точки отрыва фиксируются острыми передней и задней кромками, то профиль можно сделать более толстым за счет его верхней части. Чтобы избежать влияния стенки каверны, утолщенную часть профиля следует сместить назад, а передняя кромка должна быть как можно тоньше. Ясно, что для каждой формы профиля существует минимальный угол атаки, при котором уже нельзя избежать влияния стенки каверны. В общем случае чем сильнее нагружен профиль, тем больше должна быть его толщина п минимальный рабочий угол атаки. На фиг. 5.38 показано несколько разных профилей. [c.247]
В данной главе рассмотрены лишь некоторые проблемы механики осесимметричных и двумерных суперкаверн, демонстрирующие некоторые основные особенности течений с полностью развитой кавитацией. Важными проблемами также являются задача о произвольной трехмерной суперкаверне (включая треугольные гидрокрылья и гидрокрылья конечного размаха, а также тела вращения под углом атаки), влияние силы тяжести (включая задачи о входе в воду и о движении вблизи свободной поверхности воды), суперкавитация решеток и винтов, а также задача о гидроупругости при суперкавитации. Последняя связана с нестационарностью каверны, обусловленной ускорением или колебаниями и вибрацией тела, на котором она образуется. Изменение сил и моментов, а также длины каверны в зависимости от динамических параметров и числа кавитации рассматривалось во многих работах, включая [27, 42, 78, 83, 96]. Помимо литературы, цитированной в данной главе, дополнительные сведения по всем этим и другим вопросам можно найти в кратком библиографическом списке, приведенном в конце главы. Список работ, в которых рассматриваются подводные крылья и решетки, приводится в гл. 7. Глава 12 посвящена задачам, связанным с поверхностями раздела и входом тел в воду. [c.250]
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ЛИТЕРАТУРА ПО СУПЕРКАВИТАЦИИ [c.255]
ПО поверхности тела. Кроме того, давление внутри присоединенной каверны может быть низким и достигать давления насыщенного пара, в то время как давление в зоне отрыва обычного пограничного слоя близко к давлению в окружающей среде. В зоне суперкавитации давление равно давлению насыщенного пара, если эта зона не связана с атмосферой или каким-либо источником газа. [c.322]
Первый член в правой части выражения (7.3) представляет собой интеграл, учитывающий динамику обтекания тела. Он слабо зависит от параметра К (уменьшаясь с увеличением К от нуля). Второй член, который учитывает влияние предельного давления рс, возрастает почти линейно с ростом К. Таким образом, в условиях суперкавитации коэффициент Со является функцией числа кавитации и имеет минимальное значение при К =0. Потери энергии, связанные с сопротивлением, определяются по формуле [c.323]
До второй мировой войны было проведено относительно мало фундаментальных исследований решеток, хотя некоторая информация относительно влияния кавитации на характеристики изолированных профилей, а также винтов и насосов имелась. В 1931 г. Бетц и Петерсон [3] применили теорию свободных струй Кирхгофа для расчета течения через решетку плоских пластин. Эти результаты соответствовали условию полного срыва потока или суперкавитации. В 1932 г. Лангер [15] сравнил экспериментальные данные с этой теорией. Гонгвер [10] использовал результаты Бетца—Петерсона для анализа предель- [c.358]
В процессе развития кавитации, а влияние кривизны поверхности раздела и движения газа в каверне становится пренебрежимо малым. Поэтому в случае суперкавитации параметр Къ в пределе должен стать равным нулю. Условия на свободной поверхности воды, где воздух и жидкость находятся в контакте при атмосферном давлении, соответствуют Кь = 0- [c.653]
Линейные теории суперкавитации 225, 245—247 [c.671]
Струи (затопленные) 24, 274—281 Суда на подводных крыльях 220 Суперкавитация (суперкаверны) 21, 187, 212—214, 220—250, 323, 324 Сферы 210—212, 231 (табл. 5.2), 235, 236 (табл. 5.31), 240, 241 [c.676]
Каверны в жидкости могут быть микроскопически малыми пузырьками и могут во много раз превышать размеры обтекаемого тела. Этот последний режим называется режимом развитой кавитации, или отрывным кавитационным течением (в иностранной литературе распространен термин суперкавитация ). Работы по кавитации описаны частично в упомянутой статье Г. В. Логвиновича и Л. А. Эпштейна (стр. 37—54). Здесь будут рассмотрены только приложения теории струй к отрывным кавитационным течениям. [c.15]
Немало смешанных задач и в гидромеханике. Это в большинстве своем линеаризованные задачи теории крыла и глиссирования, теории суперкавитации и струйных течений, теории качки корабля и удара тел о поверхность жидкости, фильтрации, теории взрыва, ряд задач гидроупругости. [c.3]
Суперкавитация профиля в идеальной жидкости [c.301]
СУПЕРКАВИТАЦИЯ ПРОФИЛЯ В ИДЕАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ 305 При условии (6.15), как будет показано ниже ), [c.305]
Из второй формулы (6.16) следует, что при условии Рябушинского в линейной теории суперкавитации не выполняется соотношение (6.12) в окрестностн точки х = I. О других условиях замыкания каверны см. [19]. [c.305]
Суперкавитация – Справочник химика 21
Кавитация, в основном профильная, может иметь различные формы или стадии развития, показанные на рис. 5-6. Здесь а — пузырьковая форма кавитации, прн которой разрывы сплошности имеют вид отдельных движущихся пузырьков — каверн б — зональная или пленочная, характеризующаяся наличием сплошной каверны, заполненной пульсирующими вихрями жидкости в — отрывная, когда в каверне имеется полость, не заполненная жидкостью, иг — суперкавитация, при которой полость настолько развита, что она замыкается за пределами профиля. [c.106]Каждая из этих форм имеет свои специфические особенности. Пузырьковая и зональная формы наиболее интенсивно проявляются в акустическом (шум) и эрозионном воздействии, но сравнительно мало сказываются на гидродинамических характеристиках потока, в то время как отрывная, а тем более суперкавитация существенно меняют гидродинамические показатели потока, что влияет на расход, мощность и к. п. д. гидромашин. [c.106]
Различают три стадии кавитации начальную, развитую и суперкавитацию. При начальной стадии кавитационная каверна (область) отсутствует. Развитая стадия отличается наличием значительных кавитационных каверн на обтекаемом теле. В условиях суперкавитации весь обтекаемый элемент находится в зоне кавитационной каверны. Кавитация сопровождается признаками, отрицательно сказывающимися на работе насоса. [c.117]
I — бескавитационная работа //—газовая кавитация III— парогазовая кавитация IV — паровая кавитация V — суперкавитация [c.194]
Уменьшение кавитационного запаса до значений, меньших АЛ , вызывает увеличение длины каверны, что сопровождается сильным изменением кинематики потока при выходе из рабочего колеса. В результате происходит значительное падение напора и мощности насоса. Причем напор, мощность и кавитационный запас приближаются к своим минимально возможным значениям, отвечающим режиму суперкавитации — третьему критическому режиму. Таким образом, на кавитационной характеристике можно отметить четыре области (разделенные на рис. 4.2 штриховыми линиями), характеризующиеся различной формой течения. [c.150]
Принято подразделять кавитационный процесс на три стадии. В начальной стадии зона кавитации заполнена (Смесью жидкости и более или менее крупных пузырьков пара. Во второй стадии в кавитирующем потоке на ограничивающей поверхности образуются крупные каверны, срываемые потоком и вновь образующиеся. Это стадия развитой кавитации. Третья стадия—суперкавитация весь обтекаемый элемент гидромашины лежит в области каверны. [c.126]
При пузырьковой кавитации каверны расположены группами, но отделены друг от друга. Эрозию часто связывают именно с этим типом кавитации. В процессе развития пузырьковая кавитация переходит в пленочную, при которой каверны существуют уже в виде тонких длинных полос, расположенных часто параллельными группами. Развитая кавитация характеризуется одной каверной с точно фиксированной передней кромкой. Когда такая каверна простирается за лопасть, говорят о суперкавитации. Часто кавитация возникает в ядрах вихрей— это так называемая вихревая кавитация, которая характерна для винтов (рис. 39). [c.57]
Развитым кавитационным течением,или суперкавитацией, называется такая форма обтекания тела, при которой за телом образуется единая полость — каверна, содержащая, как правило, газы и пары. [c.73]
Различают три стадии кавитации начальную, развитую и суперкавитацию. При начальной стадии каверна (кавитационная область) отсутствует. Развитая стадия отличается наличием значительных каверн иа обтекаемом теле. В условиях суперкавитации весь обтекаемый элемент находится в зоне каверны. [c.36]
Схематично можно представить, что при сколь угодно малом понижении давления предсуперкавитационное состояние переходит в суперкавитацию с распространением каверны за пределы профиля в бесконечность. Рост длины каверны при этом [c.150]
При теоретическом изучении суперкавитации реальное течение жидкости в области замыкания каверны представляют схематически, но так, чтобы погрешности в определении сил в передней части течения были минимальными. Наиболее распространены схемы Эфроса, Рябушинского и Жуковского — Рошко (рис. II). В первой [c.76]
Эффективным мероприятием является установка перед рабочим колесом первой ступени предвключенного осевого колеса (рис. 2.13,6) или шнека (рис. 2.13,в). Пред-включенное устройство создает дополнительный подпор на входе в центробежное колесо, обеспечивая его бескавитационную работу. Само же предвключенное устройство работает в условиях развитой кавитации или суперкавитации, что несмотря на применение специальных материалов приво- [c.39]
КАВИТАЦИЯ – это… Что такое КАВИТАЦИЯ?
КАВИТАЦИЯ — (от лат. cavitas пустота), образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (т. н. кавитац. пузырьков или каверн). Кавитац. пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже нек рого критич … Физическая энциклопедия
Кавитация — – физическое явление, наблюдающееся в зонах разрыва сплошности жидкости и характеризующееся образованием и последующим захлопыванием парогазовых пузырьков. Примечание. Кавитация сопровождается шумом, люминесценцией, вибрацией, при этом… … Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов
КАВИТАЦИЯ — (Cavitation) явление образования движущимся телом незаполненного водой пространства в виде борозды; может иметь место при значительных скоростях хода судна, когда вода не будет успевать заполнять образующееся за кормой воздушное пространство.… … Морской словарь
кавитация — Физическое явление, наблюдающееся в зонах разрыва сплошности жидкости и характеризующееся образованием и последующим захлопыванием парогазовых пузырьков. Примечание Кавитация сопровождается шумом, люминесценцией, вибрацией, при этом могут… … Справочник технического переводчика
кавитация — сущ., кол во синонимов: 2 • суперкавитация (1) • фотокавитация (2) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
кавитация — Формирование пузырьков в воде, происходящее в случаях резкого увеличения скорости текущего потока на водопадах, перекатах и пр., что вызывает повышенную эрозию горных пород … Словарь по географии
КАВИТАЦИЯ — явление образования множества полостей («кавитационных пузырьков»), заполненных газом, паром или их смесью, внутри быстро движущейся жидкости в результате её холодного кипения в местах пониженного давления (напр. в вихревой зоне за гребным винтом … Большая политехническая энциклопедия
Кавитация — Моделирование кавитации Кавитация (от лат. cavitas пустота) процесс парообразования и последующей конденсации пузырьков воздуха в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и ги … Википедия
КАВИТАЦИЯ — образование газовых пузырьков в жидкости. Термин был введен ок. 1894 британским инженером Р.Фрудом. Если давление в какой либо точке жидкости становится равным давлению насыщенного пара этой жидкости, то жидкость в этом месте испаряется и… … Энциклопедия Кольера
кавитация — и; ж. [от лат. cavitas пустота]. Спец. Образование в жидкости, вследствие резкого уменьшения давления, пузырьков, полостей, заполненных газом или паром. ◁ Кавитационный, ая, ое. К ые пузырьки. * * * кавитация (от лат. cavitas пустота),… … Энциклопедический словарь