ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кавитация турбомашин из "Насосы и гидротурбины" Явление кавитации. При рассмотрении условий работы насосов было установлено, что во всасывающем патрубке может возникать значительный вакуум (1-10). Дополнительное понижение давления, т. е. рост вакуума, создается у лопастей рабочего колеса за счет неравномерности распределения скоростей и давлений в каналах. Аналогичные условия наблюдаются и вблизи выходных кромок рабочего колеса турбин. Все это указывает на то, что для работы турбомашин большое значение могут иметь явления, возникающие при движении жидкости в условиях весьма низкого давления (глубокого вакуума). [c.75] В обычной воде из водотоков и даже из водопровода содержится большое количество мельчайших твердых и газообразных включений, которые представляют собой слабые точки, ядра. [c.76] Здесь p/y —- осредненная во времени величина абсолютного давления и (р/у) — пульсационная компонента. Примерная картина изменения (р/у)мгн показана на рис. 3-25. [c.77] Возникновение в турбулентном потоке разрывов сплошности жидкости—каверн носит название кавитации. Движение кавитирующего потока сопровождается целым рядом специфических явлений, имеющих большое значение для работы турбомашин. [c.78] Здесь k — коэффициент данной трубки, который должен быть постоянным, а ДА —перепад давлений. [c.78] Теперь можно установить основные явления, которыми сопровождается кавитация. [c.79] Интенсивность разрушения иногда весьма высока и для стали может достигать глубины 10—40 мм в год. Это вызывает необходимость частых ремонтов, смены, рабочих органов, что приводит к значительному удорожанию эксплуатации турбомашин. Нарушение лопастей и других обтекаемых поверхностей приводит еще к дополнительному снижению к. п. д. турбомашин. [c.80] Здесь кавитация рассматривается как чисто механическое явление пульсация давлений в турбулентном потоке около давления насыщенного пара приводит к образованию и захлопыванию пузырьков-каверн, что создает шум, вибрации и высокочастотные удары, которые вызывают разрушение обтекаемых поверхностей. В действительности кавитация представляет собой гораздо более сложное явление, и хотя рассмотренные механические факторы по всей видимости, имеют решающее значение, определенное воздействие могут оказывать и другие. Имеются указания, что на начальную стадию кавитации влияет содержание свободного и растворенного воздуха, развитие кавитации может зависеть и от термодинамических процессов, связанных с образованием и конденсацией пара, при кавитации могут проявляться химические и электрические явления. Какова роль всех этих дополнительных факторов, пока не установлено. [c.80] Следует иметь в виду, что кавитация изучена еще далеко не полно и многое в этом явлении остается неясным, начиная, например, с условий возникновения каверн-пузырьков и кончая воздействием кавитирующего потока на обтекаемые тела и, в частности, причин, вызывающих удары, сопровождающиеся столь высокими мгновенными давлениями в точке , которые способны разрушить самую прочную сталь. [c.80] Здесь а —безразмерная величина, которую называют коэффициентом кавитации. [c.81] Наконец, из (3-4бв) следует, что снижение Рат/у уменьшает величину ау и приближает его к (Т. [c.82] Теперь применим этот метод к турбомашинам. По существу не требуется каких-либо кардинальных изменений и можно использовать коэ( )фициент кавитации а в форме (3-45в). Однако необходимо установить способ определения и скорости V. [c.82] Для турбин — это пьезометрическое давление у выхода из отсасывающей трубы относительно рабочего колеса или направляющего аппарата, т. е. [c.83] Если насос или рабочее колесо турбины установлены ниже НБ, то Яа 0. [c.83] но расчетными считаются такие режимы, при которых к. п. д. имеет наиболее высокое значение. Особенность коэффициента кавитации oqu состоит в том, что для турбомашин различного типа в широком диапазоне коэффициентов быстроходности (от 60 до 800) в расчетных режимах их работы критическое его значе ние сохраняется почти постоянным Ogn=0,02- 0,025. Это относится, конечно, к машинам, удачно спроектированным. [c.84] Зависимость (3-52) очень важна, так как она показывает, что с ростом быстроходности турбомашины ее критический коэффициент кавитации он возрастает и довольно быстро (рис. [c.85] В заключение необходимо отметить одну весьма важную деталь. Из описания принципа определения коэффициента кавитации ясно, что он устанавливает условия, когда кавитация в турбомашине уже достаточно интенсивна и сказывается на ее показателях. Начальные стадии возникновения кавитации таким способом ие улавливаются. А интенсивный местный износ может происходить и при начальных стадиях. В связи с этим известны случаи, когда насосы или турбины, спроектированные с учетом опытных значений критического коэффициента кавитации, все же при эксплуатации подвергаются кавитационному износу. [c.86] Ответ 3-18. При этом согласно рис. 3-23 (/ /у)1.п =3,0 м. Допустимый вакуум составит Я ° =6,7—3=3,7 л. Значит, на 3 л4 сократится и допустимая высота всасывания Я,. [c.87] Вернуться к основной статье