НАУКА и ОБРАЗОВАНИЕ

Файл статьи: SE-BMSTU...o036.pdf (1111.48Кб)

УДК 543.8 + 541.13

1 МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Россия

Кавитационные свойства жидкости необходимо учитывать в инженерном проектировании гидравлических машин и устройств гидроавтоматики в случаях, когда в их рабочем процессе возможно падение абсолютного давления в жидкости ниже атмосферного, и жидкость определенное время находится в разреженном состоянии. Холодное кипение, происходящее при сравнительно низкой температуре и пониженном абсолютном давлении внутри или на поверхности жидкости, рассматривается как гидростатическая кавитация, если жидкость неподвижна, или как гидродинамическая кавитация, если жидкость попадает в условия, при которых в сечении потока резко возрастает скоростной напор и падает абсолютное давление.
В соответствии с теорией кавитации, первая фаза кавитации наступает тогда, когда абсолютное давление в дегазированной жидкости падает до значения давления насыщенных паров и растворенный в жидкости воздух, покидая межмолекулярное пространство, превращается в микропузырьки нерастворенного воздуха и становится генератором кавитационных «ядер». Практический интерес представляет количественная оценка величины минимально допустимого абсолютного давления в реальной, частично или полностью дегазированной жидкости, при которой возникает гидростатическая кавитация.
Поскольку давление насыщенных паров жидкости, в определенной степени, связано с силами межмолекулярного взаимодействия, необходимо обладать информацией о кавитационных свойствах технических растворов, в том числе и раствора воздуха в жидкости, поскольку растворенное вещество может ослаблять межмолекулярные связи и влиять на величину давления насыщенных паров растворителя. В процессе эксперимента вакуумирование жидкостей осуществлялось при помощи разработанного гидравлического вакуумного насоса с пневмоприводом.
Представлены использованные в эксперименте технологии гидростатической и гидродинамической дегазаций жидкости.
В результате проведенных экспериментальных исследований кавитационных свойств технических жидкостей (дистиллированной и морской воды, насыщенного раствора NaCl, глицерина чистого и в виде раствора 49/51 % в воде, минерального масла и авиационного керосина), получены количественные оценки допустимого абсолютного давления в технических жидкостях и растворах, его зависимости от давления насыщенных паров, влияния степени гидродинамической дегазации жидкости и количества растворенного в ней вещества на прочность жидкости на разрыв.
Дана сравнительная оценка кавитационных свойств технических жидкостей. В процессе исследования кавитационных свойств растворов установлено, что уровень допустимого абсолютного давления в растворе больше того же показателя у растворителя. Высказано предположение, что растворенные твердое, жидкое или газообразное вещества ослабляют межмолекулярные связи растворителя и увеличивают давление его насыщенных паров.