Анотація
У даній роботі розглядається кавітація, як явище, її позитивні і негативні властивості. Проведено аналіз кавітаційного впливу на рідину. Показано, що кавітація істотно впливає на технологічні процеси. Наведено приклад залежно якісних параметрів насосів російських і зарубіжних аналогів від кавітаційного коефіцієнта швидкохідності.
Введення
Приведений літературний огляд явища кавітація. Останнім часом все більше з'являється критичних статей, в яких розкривають як корисні, так і шкідливі якості цього явища. У запропонованій роботі розглядається вплив кавітації на технологічні процеси. Кавітація є гідродинамічним явищем і залежить від гідродинамічних якостей робочих органів машини і фізичних властивостей рідини. У відцентровому насосі кавітація може виникнути як на рухомих, так і на нерухомих елементах проточної частини і вона супроводжується ознаками, негативно позначаються на роботі насоса. Основними завданнями цієї роботи є аналіз прояву кавітаційних явищ у технологічних процесах і виявлення позитивних і негативних сторін кавітації.
1. Кавітація як явище
Кавітація - це порушення суцільності рідини, яке відбувається в тих ділянках потоку, де тиск, знижуючи, досягає деякого критичного значення. Цей процес супроводжується утворенням великої кількості бульбашок, наповнених переважно парами рідини, а також газами, що виділилися з розчину. Перебуваючи в області зниженого тиску, бульбашки збільшуються і перетворюються на великі бульбашки-каверни. Потім вони несуться потоком в область з тиском вище критичного, де руйнуються практично безслідно внаслідок конденсації заповнює їх пара. Таким чином, в потоці створюється досить чітко обмежена кавітаційна зона, заповнена рухомими бульбашками.
Фізичний процес кавітації близький процесу закипання рідини. Основна відмінність між ними укладено в тому, що при закипанні зміна фазового стану рідини відбувається при середньому за обсягом рідини тиску рівному тиску насиченої пари, тоді як при кавітації середній тиск рідини вище тиску насиченої пари, а падіння тиску носить локальний характер.
В даний час широко поширена теорія про існування в будь-якому обсязі реальної рідини свого роду слабких місць або ядер кавітації, характерною особливістю яких є наявність в них нерастворим газу. Було зроблено досить багато припущень про можливе будові таких ядер кавітації. Цікава гіпотеза була висловлена ??в 1945 р Відповідно до цієї гіпотезою ядра кавітації являють собою тверді частинки гідрофобного речовини з тріщинами, що містять нерастворившаяся газ. На думку інших авторів, ядрами кавітації є найдрібніші бульбашки нерастворим газу, захищені сферичної оболонкою з органічних речовин. Ця ідея заснована на припущенні, що якщо в рідині є навіть дуже мала кількість органічних домішок, то це повинно спричинити за собою адсорбцію цих домішок на поверхні газової бульбашки з утворенням на ній органічного мономолекулярного шару. Наявність такого шару істотно знижує сили поверхневого натягу на межі взаємодії рідини і газу, перешкоджає дифузії газу в навколишнє рідина і забезпечує пухирцю додаткову міцність. Цей газ завжди міститься в рідині, і при місцевому зниженні тиску починає інтенсивно виділятися всередину кавітаційних бульбашок.
Оскільки під впливом змінного місцевого тиску рідини бульбашки можуть різко стискатися і розширюватися, то температура газу всередині бульбашок коливається в широких межах, і може досягати декількох сотень градусів за Цельсієм. Є розрахункові дані, що температура всередині бульбашок може досягати 1500 градусів Цельсія. Слід також враховувати, що в розчинених в рідині газах міститься більше кисню в процентному відношенні, ніж у повітрі, оскільки максимум деаерації припадає на мінімум статичного тиску і максимум температури в системі, Повітря, розчинений у воді містить приблизно 35,6% кисню в порівнянні з 21% часткою у звичайному повітрі, і тому гази в бульбашках при кавітації хімічно більш агресивні, ніж атмосферне повітря.
Освіта кавитационной зони добре демонструються на прикладі протікання рідини через трубу з місцевим звуженням (витратомір Вентурі, сопло). Зростання швидкості течії в стиснутому перерізі зумовлює зменшення статичного тиску на цій ділянці. Поступове збільшення витрати рідини призводить до того, що при досить великій швидкості течії тиск в місці звуження падає до критичного значення і виникає кавітація.
Підводячи деякий підсумок всього викладеного, можна відзначити, що є три групи факторів, що впливають на виникнення і подальший розвиток кавітації:
) забруднення рідини, що утворить ядра кавітації і визначальне їх число;
) фізичні властивості рідини;
...
