лімерів і Пав на прстенную турбулентність призводить не тільки до зниження турбулентного тертя, але й до значного зменшення вимушеного конвективного тепломасообміну/6, 20 /. Зокрема, досвідчені дані показують, що в пристінних турбулентних течіях полімерних розчинів зниження інтенсивності теплообміну в процентному відношенні збігається або навіть перевищує величину зниження турбулентного тертя. Бібліографія робіт і докладний аналіз досліджень у цій області наведено в/6, 18, 20 /.
1.2 Вплив добавок на кавітацію
Вплив добавок високомолекулярних полімерів на виникнення кавітації і протягом з вільними межами (струменя, каверни) являє собою область, про яку є мало відомостей. Основні дані, отримані до теперішнього часу наведені в оглядових роботах/6,11 /.
У роботах А. Елліса/27, 28/було досліджено виникнення кавітації на циліндричному тілі з напівсферичної носовою частиною і знайдено, що число початку кавітації може зменшитися в два раза після введення в потік полімерів (гуарової смоли і поліоксиетилену). Дещо раніше в роботі/29/досліджувалася кавітація в трубах Вентурі; було встановлено, що розчини полімерів помітно зменшують число кавітації. У роботі/30/показано, що в гідродинамічної трубі виникнення кавітації на тілі з нержавіючої сталі з напівсферичної носовою частиною значною мірою затримується, якщо в рідині присутній поліоксиетилен, тоді як тефлонове покриття тіла значно менше впливає на момент встановлення кавітації. У роботі/31/зазначалося, що зменшення числа початку кавітації при добавці полиетиленоксиду було значно менше, коли в гідродинамічної трубі використовувалася велика (діаметром 10,16 см) модель. Масштабний ефект спостерігався також у роботах Дж. Хойта/33/і Дж. Уайта/32 /. Хойт досліджував кавітацію в струмені рідини, яка витікає під поверхнею подібної рідини. У дослідах використовувалися вода і слабкі (0,0001%) розчини уменьшающего опору тертя полімеру (полиетиленоксиду). У розчинах полімеру майже наполовину в порівнянні з водою зменшується число початку кавітації. Збільшення турбулентності на ділянці вгору за течією від струменя призводить до збільшення числа початку кавітації для води, проте не впливає на початок кавітації в розчинах полімерів. Знайдено, що в'язкість, вміст повітря, число кавітаційних зародків і міцність на розрив розчинів полімерів в основному ті ж, що і у води, а поверхневий натяг нижче. Отже, пояснення зменшення числа початку кавітації, спостережуване в розчинах полімерів, слід шукати в зміні динамічних характеристик течії струменя розчину полімеру. Дані робіт/33/показують, що статистичні характеристики турбулентності водяних струменів залишаються незмінними при додаванні полімерів. У роботі/12/показано, що полімерні добавки надають значно більшу монолітність струменям, що випливають з моделей пожежних стволів. Автор робить припущення, що молекули полімеру, взаємодіючи з турбулентними вихорами на поверхні струменя, зменшують інтенсивності перемішування і товщину вузького шару на межі струменя. Це зменшення інтенсивності перемішування відображається в зменшенні значення числа початку кавітації.
2. Вплив добавок полімерів і пав на течії з вільними межами
турбулентний добавка полімер макромолекула
Експерименти по впливу добавок полімерів і ПАР на течії з вільними межами (каверни, струмені) проводилися з немасштабний макетами в гідротруби гравітаційного типу лабораторії гідродинаміки великих швидкостей Інституту гідромеханіки НАН України. Перетин робочої ділянки 340? 340 мм.
Швидкість потоку 8,9 м/сек. Стінки і дно лотка виконані зі скла, що дозволяло вивчати геометрію просторових каверн за кавітатором.
Каверна створювалася шляхом піддування повітря в область розрідження за кавернообразующім насадком, встановленому по осі потоку за допомогою ножа і державки. По каналах в ножі і державке подавався стиснене повітря до насадку, полімерний розчин в кільцеву щілину перед ним і тиск в каверні Р до вимірювалося водяним пьезометров.
Експерименти проводилися з кільцевим насадком діаметром рівним 57 мм. Число Рейнольдса в дослідах одно Re=4,45 € 10 6, число Фруда Fr=11,9. Число кавітації визначалося за формулою
? ==,
де Н=165 мм - глибина занурення насадка.
У відмітні струмінь розчин полімеру подавався через змішувач, розташований на підвідному трубопроводі.
Висновок
Введення знижують турбулентне тертя рідин добавок полімерів і поверхнево - активних речовин в потік води на кордоні з каверною збільшує геометричні розміри каверни або зменшує кількість споживаного газу на її підтримку.
Добавки високомолекул...
