ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Ультразвуковая и биологическая кавитация из "Кавитация" Проведение кавитационных испытаний на опытных образцах объектов нередко осуществить трудно, поэтому обычно используются модели. При модельных испытаниях определяются характеристики объектов (насосов, турбин, винтов, торпед, подводных крыльев) для различных значений давления во всем диапазоне режимов работы объектов от бескавитационного обтекания до ре жима падения характеристик. В этих целях обыч о используют гидродинамическую трубу замкнутого типа, которая снабжена прозрачными окнами для наблюдения кавитации. Основными элементами такой трубы являются рабочая часть, куда помещается испытуемый объект, динамометры или датчики давления для измерения ха рактеристик турбины, насос с изменяемым числом оборотов для приведения жидкости в движение и система регулировки давления. [c.65] Рис 45. Труба замкнутого типа для испытания насосов. [c.67] Аналогичная установка используется для испытаний винтов. Винт укрепляется в рабочей части и приводится в движение валом. Упор винта и момент на валу измеряются динамометрами. Чтобы приблизить условия испытаний к естественным, вал винта наклоняют под некоторым углом. Измерения расхода в таких испытаниях не требуется, поэтому скорость в рабочей части измеряется трубкой Пито. [c.68] При испытании насосов, обладающих собственной двигательной установкой, конструкция трубы несколько упрощается (рис. 45). В этом случае можно также пользоваться разомкнутой трубой с засасыванием воды насосом непосредственно из открытого бассейна, уровень которого понижается для образования в насосе кавитации. [c.68] Методы испытаний материалов на сопротивление кавитационной эрозии уже рассматривались в гл. 5. [c.68] Кавитация может возникать под действием звуковых волн. На практике обычно используются волны ультразвукового диапазона частот (10 кГц—10 МГц), так как при их воздействии образуются пузырьки малых размеров. При распространении звуковых волн в жидкости создается поле переменного давления, под влиянием которого пузырьки периодически увеличиваются и схлопываются. Ультразвуковая методика обычно используется для исследования физики кавитации, поскольку она позволяет эффективно контролировать размеры и распределение пузырьков. С помощью ультразвука исследуется влияние на возникновение кавитации таких параметров, как температура, вязкость, давление и газосодержание. [c.69] Ультразвуковая кавитация широко применяется в некоторых производственных процессах, например для ускорения химических реакций, очистки, дегазации жидкости, эмульгирования. Во всех этих случаях воздействие ультразвуковой кавитации обусловлено в основном одним или двумя эффектами, создаваемыми ею. Резонирующие пузырьки действуют как смеситель, увеличивая площадь контакта между двумя жидкостями или между жидкостью и ограничивающей ее поверхностью. Этим путем осуществляются процессы очистки и эмульгирования трудно смешиваемых жидкостей. [c.69] Кавитация оказывает разрушающее действие на красные кровяные тельца, дрожжевые клетки и бактерии и поэтому нередко используется для экстрагирования клеток. Так, с помощью кавитации удалось экстрагировать ферменты, обладающие мальш молекулярным весом. [c.70] Кавитацию используют также для удаления вирусов из ткани, пораженной инфекцией. Установлено, что при низкой интенсивности кавитации рост организмов стимулируется, затем с увеличением интенсивности наступает некоторый -Предел роста, и, наконец, он прекращается совсем. Скорость гибели организмов возрастает с увеличением времени воздействия и температуры. Предполагается, что разрушение бактерий обусловлено как действием кавитации внутри бактерий, так и образованием перекиси водорода в воде. Несомненно, определенную роль в разрушении вирусов играет выделение газа из раствора, а также изменение давления. [c.70] Кавитация в крови наносит ущерб организму человека. Поток крови в артериях и венах существенно отличается от обычных течений жидкостей, поскольку он заключен в систему эластичных труб и испытывает заметные пульсации. Предполагается, что кавитация наносит повреждения сердечным клапанам, а также вызывает утолщение стенок артерий, стимулируя тем самым развитие атеросклероза. [c.70] Кавитация в водоемах нередко приводит к гибели рыб. На многих гидроэлектростанциях рыбы с потоком воды проходят между лопатками турбин, и в результате часть из них погибает. При этом на телах погибших рыб не обнаруживается никаких повреждений, следовательнб, причиной их гибели являются не удары лопаток турбины гибель рыбы обусловлена низкими давлениями и чрезвычайно высокими градиентами давления, вызванными ка витацйей на лопатках. [c.70] Вернуться к основной статье