Корзина
2 отзыва
ООО "Донполиком ЛТД" производитель электроооборудования и самоочищающихся фильтров
Кавитация жидкости

Кавитация жидкости

Кавитация жидкости
Надежность гидросистем значительно понижается при работе в условиях кавитации жидкости.

16.08.12

Перепечатка материалов без разрешения авторов ЗАПРЕЩЕНА


Надежность гидросистем значительно понижается при работе в условиях кавитации жидкости, которая наступает при падении давления в какой либо зоне ниже давления ее насыщенных паров при данной температуре. Жидкость вскипает, выделившиеся пузырьки увлекаются потоком и переносятся в область более высокого давления, в которой пузырьки конденсируются. Так как процесс конденсации происходит со значительной скоростью, то и частицы жидкости, занимающие при этом полость пузырька, перемещаются к центру пузырька с большой нарастающей скоростью. В результате кинетическая энергия соударяющихся частиц жидкости вызывает в момент завершения конденсации местные гидравлические удары, сопровождающиеся резким местным повышением в центре конденсации давления и температуры.

Под действием указанных гидравлических ударов давление превышает предел упругости, а под действием высокой температуры происходит местное поверхностное разрушение (эрозия) деталей гидроагрегатов.

Разрушению металла в начальной стадии способствуют местные дефекты на поверхности деталей и, в первую очередь, шероховатости и риски, являющимися следами механической обработки деталей.

К рассмотренным ударным действиям частичек жидкости добавляется химическое воздействие на металл кислорода, выделяющегося из жидкости, а также воздействия электрического характера. В результате поверхность деталей в месте кавитации разрушается, принимая губчатую структуру; причем глубина изъянов (пор) во многих случаях достигает нескольких миллиметров.

Кавитация может возникать в трубопроводах, в насосах, а так же во всех устройствах, где поток жидкости подвергается сужениям с последующим расширением.

Характер кавитационного разрушения золотника гидроусилителя, работающего под большим перепадом давления виден на рисунке .

Рисунок  – Характер кавитационного разрушения (эрозии)                    распределительного золотника.

В трубопроводе кавитация обычно возникает в результате уменьшения внешнего атмосферного давления, например, в результате увеличения сопротивления трубопровода или, например, подъема самолета на высоту. Поток жидкости в трубопроводе при кавитации становится двухфазным, состоящим из жидкостной и парогазовой фаз, в результате чего происходит уменьшение пропускной способности трубопроводов.

Особо разрушительной для конструкции и наиболее вероятной является кавитация жидкости в насосах, которая наступает тогда, когда жидкость при ходе всасывания отстает от рабочего элемента насоса (поршня, зубьев или других вытеснителей).

Кавитация наступает в тех случаях, когда давление на входе в насос окажется недостаточным, чтобы сообщить жидкости ускорение, при котором будет обеспечена неразрывность потока. При этом ускорении скорость потока на входе во всасывающую камеру насоса должна измениться до скорости всасывающего элемента.

С появлением кавитации понижается производительность насоса, возникает характерный шум и наблюдаются резкие частотные колебания (пульсации) давления в нагнетательной линии, ударные нагрузки на подшипники и прочие детали насоса, вызывающие быстрый выход последнего из строя.

Колебания в этом случае обусловлены тем, что недозаполненные камеры насоса переносятся из полости всасывания в полость нагнетания. При этом возникает обратный поток жидкости, вызывающий гидравлический удар и ударную нагрузку на подшипники и прочие узлы насоса, пульсирующее давление гидравлической сети, приводящие к разрушению трубопроводов и выходу из строя различных приборов.

                      Способы борьбы с кавитацией

Опыт показывает, что при работе системы в режиме кавитации полностью устранить ее не удается никакими мерами. Нужно не допускать условий возникновения кавитации. Для этого нужно, чтобы во всех зонах гидросистемы давление хотя бы на 0,01МПа превышало давление насыщенных паров применяемой жидкости в требуемом интервале температур.

Если же избежать кавитации не удается, следует для изготовления деталей гидроагрегатов применять кавитационностойкие материалы (хромоникелевые) и тщательно обрабатывать их поверхность. Стойкость материалов против кавитационного разрушения повышается, как правило, при сочетании двух качеств: увеличения твердости и химической (окислительной) стойкости материалов.

Для этого подходит, например, нержавеющая сталь. Повышение твердости этой стали с 150НВ до 420НВ повышает антикавитационную стойкость в 10 раз.

Удовлетворительной антикавитационной стойкостью обладают твердые бронзы (АЖ9-4).

ПРОДОЛЖЕНИЕ

Источник: ООО "Донполиком ЛТД" Ссылка на источник при перепечатывании ОБЯЗАТЕЛЬНА

Предыдущие статьи
Контакты
  • Телефон:
    +380 (50) 368-09-53
    +380 (62) 216-09-53
    +380 (67) 257-05-66
    +380 (63) 253-27-90
  • Контактное лицо:
    Александр Финкильштейн
  • Адрес:
    Мариуполь, Донецкая область, Украина
  • Email:
    9443@ukr.net
Карта