Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления

Представлены результаты исследования ближнего поля осесимметричного гидродинамического излучателя при наличии гидростатического давления в герметичной емкости. Кавитационная активность в ближнем поле изучалась экспериментально по эрозии образцов. Показано, что с ростом избыточного статического давле...

Повний опис

Збережено в:

Бібліографічні деталі
Дата:	2006
Автор:	Дудзинский, Ю.М.
Формат:	Стаття
Мова:	Російська
Опубліковано:	Інститут гідромеханіки НАН України 2006
Онлайн доступ:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/980
Теги:	Додати тег Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
Назва журналу:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Цитувати:	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления / Ю. М. Дудзинский // Акуст. вісн. — 2006. — Т. 9, N 2. — С. 56-62. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.

Репозитарії

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860033191786577920
author	Дудзинский, Ю.М.
author_facet	Дудзинский, Ю.М.
citation_txt	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления / Ю. М. Дудзинский // Акуст. вісн. — 2006. — Т. 9, N 2. — С. 56-62. — Бібліогр.: 17 назв. — рос.
collection	DSpace DC
description	Представлены результаты исследования ближнего поля осесимметричного гидродинамического излучателя при наличии гидростатического давления в герметичной емкости. Кавитационная активность в ближнем поле изучалась экспериментально по эрозии образцов. Показано, что с ростом избыточного статического давления в геометрической прогрессии увеличиваются удельные характеристики эрозии. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов. Представлені результати дослідження ближнього поля осесиметричного гідродинамічного випромінювача при наявності гідростатичного тиску в герметичній ємності. Кавітаційна активність у ближньому полі вивчалась експериментально за ерозією зразків. Показано, що з ростом надлишкового статичного тиску в геометричній прогресії збільшуються питомі характеристики ерозії. Проведено порівняння теоретичних і експериментальних результатів. The paper deals with experimental investigation of the near field of axially-symmetric hydrodynamic radiator with a hydrostatic pressure in a hermetic tank. The cavitational activity in the near field was studied experimentally by erosion of test specimens. It is shown that the specific characteristics of erosion increase with the hydrostatic pressure in geometric progression. The theoretical results are compared with experimental ones.
first_indexed	2025-12-07T16:52:49Z
format	Article
fulltext	ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 УДК 534.222.2 КАВИТАЦИОННАЯ ЭРОЗИЯ В УСЛОВИЯХ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ Ю. М. Д У Д ЗИ Н СК И Й Одесский национальный политехнический университет Получено 20.12.2005 � Пересмотрено 09.02.2006 Представлены результаты исследования ближнего поля осесимметричного гидродинамического излучателя при на- личии гидростатического давления в герметичной емкости. Кавитационная активность в ближнем поле изучалась экспериментально по эрозии образцов. Показано, что с ростом избыточного статического давления в геометрической прогрессии увеличиваются удельные характеристики эрозии. Проведено сравнение теоретических и эксперименталь- ных результатов. Представленi результати дослiдження ближнього поля осесиметричного гiдродинамiчного випромiнювача при на- явностi гiдростатичного тиску в герметичнiй ємностi. Кавiтацiйна активнiсть у ближньому полi вивчалась експе- риментально за ерозiєю зразкiв. Показано, що з ростом надлишкового статичного тиску в геометричнiй прогресiї збiльшуються питомi характеристики ерозiї. Проведено порiвняння теоретичних i експериментальних результатiв. The paper deals with experimental investigation of the near field of axially-symmetric hydrodynamic radiator with a hydrostatic pressure in a hermetic tank. The cavitational activity in the near field was studied experimentally by erosion of test specimens. It is shown that the specific characteristics of erosion increase with the hydrostatic pressure in geometric progression. The theoretical results are compared with experimental ones. ВВЕДЕНИЕ Кавитация может вызвать разрушение практи- чески любой твердой поверхности. С одной сторо- ны, кавитационные явления в потоках жидкости существенно снижают сроки эксплуатации гидрав- лического оборудования, гидросооружений, гре- бных винтов, форсунок дизельных двигателей и других конструкций. С другой стороны, эрозион- ное разрушение поверхностных пленок под воздей- ствием кавитации в мощных акустических полях широко применяется для интенсификации различ- ных технологических процессов – диспергирова- ния твердых присадок технических масел, очис- тки поверхностей от нагара, окалины, ржавчины, абразивных частиц притирочных паст и т. д. Поскольку кавитационному разрушению по- двержены твердые тела с различными физико- механическими, электрическими и химическими свойствами, выделяют несколько механизмов эро- зии их поверхности [1, 2]: • коррозионное разрушение (кавитация и кор- розия взаимно усиливают друг друга, так что результирующее разрушение тел в химически активных средах оказывается большим, чем просто суммарное действие этих факторов, взятых по отдельности); • электрохимические эффекты, обусловленные большими электрическими потенциалами, во- зникающими при схлопывании каверн на твердой поверхности (известно, что кавитаци- онное разрушение в очень агрессивной среде можно существенно ослабить с помощью “ка- тодной защиты” [3]); • механическое воздействие кавитации (микро- ударные волны и кумулятивные микроструй- ки, образующиеся при схлопывании каверн, способны деформировать поверхностный слой тела и вырывать из него микрочастицы) [4]; • химическое воздействие кавитации (напри- мер, на поверхности медных и алюминиевых сплавов оно приводит к быстрому их разру- шению в водных растворах) [5]; • тепловое воздействие кавитации (при схло- пывании кавитационной каверны генерируют- ся импульсы высокой температуры; заметим, однако, что тепловая энергия может аккуму- лироваться только в неметаллических телах с низкой теплопроводностью) [2]. По-видимому, рассматривая различные задачи ги- дромеханики, акустики, ультразвуковых техноло- гий, перечень механизмов кавитационного разру- шения твердых тел можно продолжить. Однако в конкретных условиях (в зависимости от матери- ала тела, свойств рабочей жидкости, характери- стик потока, акустического поля и других факто- ров) решающим является только один из упомя- нутых механизмов, а воздействие остальных несу- щественно. 56 c© Ю. М. Дудзинский, 2006 ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 На протяжении последнего десятилетия все большее применение в автомобилестроении полу- чают алюминиевые и магниевые сплавы. Одна- ко при очистке изготовленных из них деталей и узлов моющие растворы разрушают поверхность очищенного металла (за счет коррозии, химиче- ского растрескивания и др.), а введение в рабочую жидкость акустических полей высокой интенсив- ности только усиливает воздействие этих механи- змов. Поэтому в ультразвуковых методах очистки последнее время прослеживается тенденция к сни- жению концентраций поверхностно-активных ве- ществ, переход на дистиллированную воду или хи- мически нейтральные жидкости (минеральные ма- сла, толуол и другие органические соединения) [6]. В последнем случае жидкости также являются ди- электриками и основную роль в кавитационном разрушении пленок загрязнителей играет меха- ническое воздействие кавитации на поверхность твердого тела. Однако при этом необходимо по- высить ударное воздействие схлопывающихся па- ровых каверн, например, создавая избыточное ста- тическое давление в рабочей емкости и однов- ременно увеличивая интенсивность акустического поля [7]. В качестве простых в эксплуатации и наде- жных источников упругих волн в жидких сре- дах1хорошо зарекомендовали себя осесимметри- чные гидродинамические излучатели (ГДИ) пря- моточного и противоточного типа. У них отсут- ствуют основные недостатки, присущие электро- акустическим преобразователям магнитострикци- онного или пьезоэлектрического типов [8]. Как показали ранее экспериментальные исследования, данные устройства могут генерировать акустиче- ские поля высокой интенсивности в жидкостях ра- зличной вязкости в широком диапазоне гидроста- тических давлений [9,10]. В связи с этим, представ- ляет интерес исследование эрозионных свойств ближнего поля осесимметричного гидродинамиче- ского излучателя в условиях избыточного статиче- ского давления в герметичной емкости. 1. ПОГЛОЩЕНИЕ УДЕЛЬНОЙ ЭНЕРГИИ ЭКСПОНЕНЦИАЛЬНОГО ИМПУЛЬСА Частоту основной гармоники акустического си- гнала, генерируемого ГДИ, задает упругая зато- пленная струйная оболочка. Накопителем энер- гии является первичный вихрь в форме торои- да, а областью звукообразования – вторичный то- 1Под упругими здесь и далее понимаются волны и им- пульсы сжатия–разрежения. роидальный вихрь с развитой кавитацией [9 –13]. Пульсации вихря возбуждают струйную оболочку, которая совершает изгибные колебания. При опти- мальной скорости струи, когда частота пульса- ций первичного вихря совпадает с собственной ча- стотой оболочки, наблюдается максимальный уро- вень тонального звука [11]. При этом круговая ча- стота основной гармоники генерируемых акусти- ческих волн совпадает с низшей собственной ча- стотой струйной оболочки: ω0 = √ k4 0 h2r2 + 12 12ρr2 E , π 2 ≤ k0` ≤ 3π 2 , E = 1 3 3 ∑ i=1 χi(P∗ + ∆Pst) i. (1) Здесь ρ, r, `, h – плотность материала, сред- ний радиус, длина и толщина струйной оболочки соответственно; E – модуль объемной упругости жидкости; k0 – параметр цилиндрической оболоч- ки, полученный как минимальный из корней со- ответствующего трансцендентного уравнения [10]; ∆Pst – избыточное, по сравнению с атмосферным, статическое давление; P∗ – внутреннее давление в жидкости (фактически, ее порог кавитации); χ1 – линейный, а χ2 и χ3 – первые два нелинейных параметра адиабатической сжимаемости жидко- сти [14]. Управлять частотой возможно тремя путями: изменяя геометрию оболочки (с помощью замены сопла и отражателя) [11, 12], создавая избыточное статическое давление в герметичной емкости [10, 11] или изменяя скорость истечения струи жидко- сти из сопла [9, 13]. Заметим, что первый способ неудобен, а второй не всегда реализуем. Третий способ более практичен, однако при этом умень- шается амплитуда изгибных колебаний струйной оболочки и, как следствие, снижается уровень аку- стического сигнала, вплоть до полного исчезнове- ния. Наиболее перспективным для акустических технологий является создание в рабочей емко- сти необходимого избыточного статического дав- ления с одновременным увеличением до оптималь- ного значения скорости струи на выходе из сопла. Тогда, кроме повышения частоты основной гар- моники, можно повысить уровень звука, акусто- гидродинамический КПД [9, 13] и интенсивность ближнего поля ГДИ [15]. Ранее в работе [15] теоретически и эксперимен- тально исследовалось нелинейное затухание коро- тких экспоненциальных импульсов в ближнем по- Ю. М. Дудзинский 57 ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 Рис. 1. Функциональная схема эксперимента ле излучателя рассматриваемого типа. Интенсив- ность импульса можно записать как: I(r) = p2 0(β1 − β2)[β1Π0(ξ1) − β2Π0(ξ2)] ρcr2(β1 + β2)β2 1 , (2) где Π0(ξ) = [1 − Φ(ξ)] exp(ξ2); Φ(ξ) = 2√ π ξ ∫ 0 exp(−t2)dt; ξ1 = β1 √ α0r ; ξ2 = β2 √ α0r . В последнем выражении α0 =2α/ω2 – коэффици- ент поглощения для интенсивности плоской вол- ны за счет физического затухания в среде [16]; ω – круговая частота гармоники; β1 и β2 – безразмер- ные коэффициенты, соответствующие длительно- сти фронтов импульса [17]; p0 – действующее зна- чение акустического давления вблизи активной зо- ны звукообразования; ρ – плотность жидкости; c – скорость звука. Функция Φ(ξ) представляет собой интеграл вероятности. Дифференцированием функции интенсивности по координате можно получить выражение для акустической мощности, поглощенной в единице объема жидкости: i(r) = ∂I ∂r = p2 0(β1 − β2) ρc(β1 + β2) [ −2F r3 + 1 r2 ∂F ∂r ] , (3) где F = β1Π0(ξ1) − β2Π0(ξ2); ∂F ∂r = β3 1Π1(ξ1) − β3 2Π1(ξ2); Π1(ξ) = [1− Φ(ξ)] exp(ξ2) − 1√ πξ . Пренебрегая в выражении для i(r) первым слага- емым (∼ r−3), по сравнению со вторым (∼ r−2), окончательно получим i(r) = ∂I ∂r = I0(β1 − β2) r2(β1 + β2) × ×[β3 1Π1(ξ1) − β3 2Π1(ξ2)], (4) В формуле (4) I0 – действующее значение интен- сивности поля вблизи активной зоны звукообразо- вания: I0 = p2 0 ρc . (5) Можно предположить, что дополнительное нели- нейное затухание энергии упругого импульса дол- жно быть пропорционально степени кавитацион- ного разрушения твердых преград. 2. ОБОРУДОВАНИЕ И МЕТОДИКА ПРОВЕ- ДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ Экспериментальное исследование характери- стик акустических полей и кавитационной эро- зии образцов в условиях избыточного статическо- го давления проводилось на установке, схема кото- рой представлена на рис. 1. Она состоит из герме- тичной емкости 1 с электрическими разъемами 2, патрубками 3 и иллюминаторами 4. Внутри емко- сти 1, заполненной рабочей жидкостью, помещен осесимметричный ГДИ 5, снабженный редуктор- ным двигателем 6 (РД-09), и гидрофон 7. Излуча- тель питается от системы насос 8 – электродвига- тель 9 с плавно регулируемым расходом жидкости. Давление нагнетания измеряется с помощью мано- метра 10. Следует отметить, что емкость 1, ГДИ 5, насос 8 и соединительные трубопроводы представ- ляют собой замкнутую систему, так что внутри рабочей емкости, на входе насоса и на выходе со- пла действует одинаковое избыточное статическое давление ∆Pst. Последнее создается вспомогатель- ным насосом 11 с электродвигателем 12. На вход вспомогательного насоса жидкость поступает из емкости 13, сообщающейся с атмосферой, а выход насоса 11 соединен с одним из патрубков 3. Регу- лировка статического давления осуществляется с 58 Ю. М. Дудзинский ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 помощью клапана 14, вход которого подключен к другому патрубку 3. Избыточная жидкость посту- пает в емкость 13. Статическое давление контро- лируется образцовым манометром 15. Для регулировки расстояния между соплом 21 и отражателем 22 ГДИ снабжен механизмом типа винт – гайка. На гайке и оси двигателя 6, управ- ляемого блоком 16, имеется пара зубчатых колес. С помощью соответствующего датчика и счетчика импульсов 17 осуществляется измерение рассто- яния между соплом и отражателем с точностью 0.01 мм. Сигнал с выхода гидрофона 7 поступает на вольтметр 18, осциллограф 19 и спектроанали- затор звуковых и ультразвуковых частот 20. 3. ХАРАКТЕРИСТИКИ БЛИЖНЕГО ПОЛЯ И ЭРОЗИОННАЯ АКТИВНОСТЬ ОСЕСИМ- МЕТРИЧНОГО ГДИ На первом этапе исследовались амплитудно- частотные характеристики данного типа излуча- телей. Избыточное статическое давление плавно регулировалось в диапазоне от 0 до 2.4 МПа. При этом система настраивалась на максималь- ный уровень звука путем подбора оптимальной скорости струи на выходе из сопла и оптимально- го расстояния между соплом и отражателем [11, 12]. С помощью калиброванного гидрофона и эле- ктронного вольтметра оценивался интегральный уровень звукового давления p0, а по формуле (5) вычислялась интенсивность акустического поля I0. Частота основной гармоники измерялась с по- мощью спектроанализатора. На рис. 2 приведена низшая частота собствен- ных колебаний затопленной струйной оболочки как функция избыточного статического давления в герметичной емкости. Маркеры – результаты экспериментальных измерений частоты основной гармоники акустических волн в условиях избыто- чных давлений в невозмущенной жидкости. Спло- шная линия – регрессия по экспериментальным то- чкам. Штриховая кривая получена в результате расчета по формуле (1). В диапазоне статических давлений ∆Pst = 0÷2.4 МПа отмечается практи- чески линейное возрастание частоты почти на по- рядок. При этом, как видно из графика, частота основной гармоники генерируемого звука совпада- ет с низшей частотой автоколебаний затопленной осесимметричной струйной оболочки. На рис. 3 представлена зависимость интенсив- ности акустического сигнала от избыточного ста- тического давления в герметичной емкости. Изме- рения проводились вблизи вторичного тороидаль- Pst , MPa 0 0.5 1 1.5 2 2.5 f, kH z 0 2 4 6 Рис. 2. Зависимость частоты основной гармоники сигнала от статического давления: • – эксперимент в невозмущенной жидкости, сплошная – регрессия по экспериментальным точкам, штриховая – расчет по формуле (1) Pst , MPa 0 0.5 1 1.5 2 2.5 I a c , W /c m 2 0 20 40 60 80 Рис. 3. Зависимость интенсивности акустического поля от статического давления в емкости ного вихря – активной зоны гидродинамического звукообразования [15,17]. В диапазоне ∆Pst от 0 до 2.4 МПа I(∆Pst) практически линейно возрастает примерно от 2 до 70 Вт/см 2 . Экспериментальное исследование кавитацион- ной эрозии образцов в условиях избыточного статического давления проводились на установ- ке, схема которой показана на рис. 1. Эрозион- ное действие осесимметричного ГДИ оценивалось по разрушению свинцовых образцов весовым ме- тодом. В качестве рабочей жидкости использо- валось трансформаторное масло – диэлектриче- ская, химически нейтральная к металлу жидкость. Это позволило оценить микроударную эрозион- ную активность в ближнем поле осесимметрично- го излучателя. Образцы представляли собой пла- стинки с габаритами 15 × 8 × 1 мм (рис. 4). Они Ю. М. Дудзинский 59 ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 Рис. 4. Образцы после обработки в активной области гидродинамического звукообразования располагались вблизи вторичного тороидального вихря развитой кавитации [15,17] – активной зоны гидродинамического звукообразования. Уменьшение массы образцов оценивалось на аналитических весах, имеющих цену деления 10−8 кг. В диапазоне избыточных давлений ∆Pst= 0÷0.48] МПа время озвучивания составляло ∆t= [5; 15] мин. С увеличением давления в рабочей ем- кости приходилось уменьшать временные интер- валы кавитационной обработки пластин до 30÷90 с. Это связано с тем, что в диапазоне ∆Pst = 0÷ 2.4 МПа существенно растет интенсивность поля вблизи зоны звукообразования (см. рис. 3). Со- ответственно, должна значительно возрастать и эрозионная активность ГДИ. Поэтому при боль- шом времени озвучивания на образце могут обра- зовываться крупные сквозные каверны, соответ- ствующие вторичной вихревой зоне, так что даль- нейшая обработка не будет приводить к значи- тельному уменьшению его массы. Чтобы избежать ложного вывода об уменьшении эрозионной актив- ности, в диапазоне статических давлений ∆Pst = 0.64÷1.36 МПа был выбран временной интервал ∆t=0.5÷2 мин. При дальнейшем увеличении ∆Pst эрозионная активность настолько возрастает, что возможно выпадение больших объемов образца из- за неравномерной эрозии его поверхности. Чтобы избежать этого, в диапазоне ∆Pst = 1.5÷2.4 МПа время озвучивания пластинок необходимо умень- шить до ∆t = 20÷60 с. Так как в экспериментах различны значения времени озвучивания, сравне- ние экспериментальных результатов по уменьше- нию массы образцов и оценка влияния статическо- го давления на эрозионную активность затрудне- ны. Поэтому представляет интерес получение за- висимости скорости эрозии (условно, за 1 с озву- чивания) от избыточного давления в рабочей ем- кости: δm = ∆m ∆t . На рис. 5 представлены в относительных еди- ницах несколько теоретических зависимостей по- глощенной в единичном объеме жидкости энергии упругого импульса (4) от расстояния до втори- чного тороидального вихря развитой кавитации – активной области гидродинамического звукообра- зования. За условную единицу принята величина i0 – удельное поглощение энергии импульса при гидростатическом давлении, близком к атмосфер- ному (∆Pst → 0) на расстоянии r = 0.7 мм от вто- ричного вихря. В формуле (4) в качестве значений I0 используются результаты экспериментального исследования ближнего поля, представленные на рис. 3. На рис. 5 маркерами показаны полученные данные о скорости эрозии образцов δm(r; ∆Pst). Все точки усреднены по пяти измерениям. Видна явная корреляция между процессом нелинейного поглощения в единичном объеме жидкости энер- гии экспоненциального упругого импульса и ско- ростью эрозии твердой преграды. Как видно из графика, с ростом интенсивности акустического поля увеличивается эффективная зона эрозии: от 0.8 мм при I0 = 2 Вт/см2 (∆Pst = 0) до 4 мм при I0 =30 Вт/см 2 (∆Pst=1 МПа). Во всех описанных экспериментах осесимметри- чная гидродинамическая излучающая система при заданном избыточном статическом давлении на- страивалась на максимальный уровень звука пу- тем соответствующего выбора скорости истечения жидкости из сопла v(∆Pst) [11]. На рис. 6 приведе- на экспериментальная зависимость скорости эро- зии свинцовых пластинок от статического давле- ния в жидкости δm(∆Pst). При этом в диапазоне ∆Pst = 0÷2.4 МПа удельное уменьшение массы 60 Ю. М. Дудзинский ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 образцов возросло на два порядка. Анализ пока- зал, что эта характеристика может быть описана функцией вида δm = K1,2(∆Pst) 2, где K1 =9.375·10−23 кг/Па 2 для диапазона ∆Pst = 0÷0.8 МПа; K2 =1.590·10−22 кг/Па 2 для диапазона ∆Pst=0.8÷2.4 МПа. Согласно выражению (1), частота акустических волн в жидкости f0 = ω0/2π растет с повышени- ем избыточного статического давления в гермети- чной емкости. В частности, в диапазоне ∆Pst от 0 до 2.4 МПа величина f0(∆Pst) практически линей- но возрастает от 0.95 до 7.5 кГц (см. рис. 2). При этом интенсивность поля I(∆Pst) также линейно увеличивается с 2 до 70 Вт/см 2 (см. рис. 3). Поэто- му следует предположить, что эрозионная актив- ность в ближнем поле осесимметричного ГДИ ра- стет как за счет повышения интенсивности гене- рируемых акустических волн, так и за счет роста частоты, т. е. числа ударных воздействий на твер- дую преграду в единицу времени. Исходя из это- го, важно оценить элементарную эрозию образца за один период волны: dm = δm f0 . На рис. 7 представлена зависимость элементар- ной эрозии от избыточного статического давления в жидкости, которая линейна в диапазоне ∆Pst = 0÷2.4 МПа. При этом скорость возрастания функ- ции dm(∆Pst) различается в двух диапазонах зна- чений ∆Pst: dm = a1,2∆Pst, где a1 =3.105·10−17 кг/Па для ∆Pst=0÷0.8 МПа; a2 =7.438·10−17 кг/Па для ∆Pst=0.8÷2.4 МПа. ВЫВОДЫ По результатам проведенных исследований можно сделать следующие выводы. 1. Исследованы амплитудные и частотные хара- ктеристики ближнего поля осесимметричного гидродинамического излучателя. 2. Получена теоретическая зависимость удель- ной энергии упругого экспоненциального им- пульса, поглощенной в единице объема жид- кости, от осевой координаты и избыточного статического давления в жидкости. 3. Установлена прямая зависимость между удельной поглощенной энергией импульса и эрозией образцов. r, mm 0 1 2 3 4 i/ i 0 0 0.5 1 1.5 2 m , m g/s 0 0.1 0.2 1 2 3 Рис. 5. Зависимости удельной поглощенной энергии акустического импульса и уменьшения массы образца от расстояния до границы области звукообразования: сплошные – расчет по формуле (4), маркеры – уменьшение массы образцов в единицу времени при избыточном статическом давлении; 1 – ∆Pst =0, 2 – ∆Pst =0.5 МПа, 3 – ∆Pst =1.0 МПа Pst , MPa 0 0.5 1 1.5 2 2.5 m , m g/ s 0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 Рис. 6. Зависимость скорости эрозии образцов от избыточного статического давления в жидкости Pst , MPa 0 0.5 1 1.5 2 2.5 dm , ng 0 0.03 0.06 0.09 0.12 0.15 Рис. 7. Уменьшение массы образцов за один период акустической волны Ю. М. Дудзинский 61 ISSN 1028 -7507 Акустичний вiсник. 2006. Том 9, N 2. С. 56 – 62 4. Оценены зависимости скорости эрозии (в еди- ницу времени) и элементарной эрозии (за один период акустической волны) от статического давления в жидкости. 1. Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация.– М.: Мир, 1974.– С. 380–421. 2. Mettin R., Luther S., Ohl C.-D., Lauterborn W. Acoustic cavitation structures and simulations by a particle model // Ultrason. Sonochem.– 1999.– 6.– P. 25–29. 3. Petracchi G. Inverstigations of cavitation corrosi- on // Engng Digest.– 1949.– 10, N 9.– P. 314. 4. Shimada M., Kobayashi T., Matsumoto Y. Dynamics of Cloud Cavitation and Cavitation Erosion – 1999.– ASME FEDSM99-6775. 5. Guan J., Matula T. J. Time-dependence of alcohol quenching in SBSL // Proc. 16-th Int. Sympos. Nonlin. Acoust.– Moscow, 2002.– P. 947–950. 6. Максимов В. Г., Сухарьков О. В., Сухарьков А. О. Очистка деталей автомобилей с использованием гидродинамических излучателей // Тр. Одес. по- литехн. ун-та.– 2002.– 1(17).– С. 65–68. 7. Dezhkunov N. V., Francescutto A., Ciuti P. Enhancement of the conversion and concentration of energy in a multibubble cavitation zone // Proc. 16-th Int. Sympos. Nonlin. Acoust.– Moscow, 2002.– P. 919–926. 8. Costes S., Tierce P. Characterization of efficiency of ultrasonic equipment: Experimental results of different kinds of transducers // Proc. 3-rd Meet. Appl. Power Ultrasound in Phys. Chem. Proces.– Paris, 2001.– P. 137–142. 9. Дудзинский Ю. М., Назаренко А. Ф. Эффектив- ность работы осесимметричных гидродинамичных излучателей в условиях избыточного статического давления // Акуст. ж.– 1996.– 42, N 4.– С. 569–572. 10. Дудзинский Ю. М., Дащенко А. Ф. Собственные колебания струйной оболочки в условиях гидро- статического давления // Прикл. мех.– 2004.– 40, N 12.– С. 92–98. 11. Дудзинский Ю. М., Маничева Н. В., Назарен- ко О. А. Оптимизация параметров широкопо- лосного акустического излучателя в условиях избыточных статических давлений // Акуст. вiсн.– 2001.– 4, N 2.– С. 38–46. 12. Дудзинский Ю. М., Попов В. Г. Вынужденные ко- лебания осесимметричной затопленной струйной оболочки // Прикл. мех.– 2004.– 40, N 12.– С. 92– 98. 13. Дудзинский Ю. М., Сухарьков О. В., Маниче- ва Н. В. Энергетика прямоточного гидродинами- ческого излучателя в условиях гидростатического давления // Акуст. вiсн.– 2004.– 7, N 1.– С. 40–45. 14. Зарембо Л. К., Красильников В. А. Введение в не- линейную акустику.– М.: Наука, 1966.– 520 с. 15. Дудзинский Ю. М. Ближнее поле осесимметри- чного гидродинамического излучателя // Акуст. вiсн.– 2004.– 7, N 4.– С. 48–51. 16. Полякова А. Л. Поглощение звука // Уль- тразвук. Маленькая энциклопедия / Под ред. И. П. Голяминой.– М.: Сов. Энцикл., 1979.– С. 257– 264. 17. Дудзинский Ю. М. О нелинейном затухании экспо- ненциальных упругих импульсов // Акуст. вiсн.– 2005.– 8, N 1-2.– С. 51–53. 62 Ю. М. Дудзинский
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-980
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1028-7507
language	Russian
last_indexed	2025-12-07T16:52:49Z
publishDate	2006
publisher	Інститут гідромеханіки НАН України
record_format	dspace
spelling	Дудзинский, Ю.М. 2008-07-09T14:30:02Z 2008-07-09T14:30:02Z 2006 Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления / Ю. М. Дудзинский // Акуст. вісн. — 2006. — Т. 9, N 2. — С. 56-62. — Бібліогр.: 17 назв. — рос. 1028-7507 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/980 534.222.2 Представлены результаты исследования ближнего поля осесимметричного гидродинамического излучателя при наличии гидростатического давления в герметичной емкости. Кавитационная активность в ближнем поле изучалась экспериментально по эрозии образцов. Показано, что с ростом избыточного статического давления в геометрической прогрессии увеличиваются удельные характеристики эрозии. Проведено сравнение теоретических и экспериментальных результатов. Представлені результати дослідження ближнього поля осесиметричного гідродинамічного випромінювача при наявності гідростатичного тиску в герметичній ємності. Кавітаційна активність у ближньому полі вивчалась експериментально за ерозією зразків. Показано, що з ростом надлишкового статичного тиску в геометричній прогресії збільшуються питомі характеристики ерозії. Проведено порівняння теоретичних і експериментальних результатів. The paper deals with experimental investigation of the near field of axially-symmetric hydrodynamic radiator with a hydrostatic pressure in a hermetic tank. The cavitational activity in the near field was studied experimentally by erosion of test specimens. It is shown that the specific characteristics of erosion increase with the hydrostatic pressure in geometric progression. The theoretical results are compared with experimental ones. ru Інститут гідромеханіки НАН України Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления A cavitational erosion in conditions of a static pressure Article published earlier
spellingShingle	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления Дудзинский, Ю.М.
title	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления
title_alt	A cavitational erosion in conditions of a static pressure
title_full	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления
title_fullStr	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления
title_full_unstemmed	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления
title_short	Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления
title_sort	кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/980
work_keys_str_mv	AT dudzinskiiûm kavitacionnaâéroziâvusloviâhgidrostatičeskogodavleniâ AT dudzinskiiûm acavitationalerosioninconditionsofastaticpressure

Кавитационная эрозия в условиях гидростатического давления

Репозитарії

Схожі ресурси