Кавитационное разрушение механизм

В научных теоретических исследованиях нет обоснованной теории о коррозионно-эрозионном разрушении. Имеются данные, что существует аналогия между механизмом эрозионно-коррозионного и кавитационного разрушения металлов в агрессивных средах , в связи с тем чта разрушения, вызываемые эрозией и коррозией, являются следствием механического воздействия движущейся жидкости на конструкционный металл. [c.183]

На основании своих опытов Уилер [81 ] предложил следующую гипотезу, объясняющую механизм эрозии металлов при кавитации. По его мнению, в таких условиях возникают высокие местные давления, способные вызвать в микрообъемах металла пластическую деформацию и местную концентрацию напряжений. Значительная часть работы деформации переходит в тепло, в результате в микрообъемах металла резко возрастает местная температура. Кроме того, местная температура может сильно возрасти (теоретически до нескольких тысяч градусов) в результате сокращения кавитационного пузырька. В этих условиях при наличии агрессивной среды образуются окислы, которые препятствуют свариванию смещенных объемов металла. Развитие такого процесса приводит к образованию аморфной смеси, состоящей из массы металла и его окислов. Смесь отделяется от поверхности при эрозии, и на этом месте снова образуются такие же продукты износа. Подобное представление о роли коррозии и механизме кавитационного разрушения металлов нуждается в более глубоких и тонких экспериментальных исследованиях. [c.71]

Кавитационные разрушения металлов вызываются механическим воздействием на них коррозионной среды, например морской воды на гребной винт пароходов. Механизм этого вида [c.133]

Как отмечают И. Н. Богачев и Р. И. Минц [84], в представлении о механизме кавитационного разрушения следует исходить из двух основных воздействий на металл — эрозии и кор- [c.316]

Имеющиеся опытные данные и полученные выше приближенные оценки позволяют, таким образом, надеяться, что высказанные в начале настоящей работы соображения по поводу механизма кавитационного разрушения металлов и влияния двойного электрического слоя на процесс образования ядер кавитации являются достаточно обоснованными и могут быть использованы при дальнейших исследованиях. [c.272]

Предложено объяснение механизма кавитационного разрушения металлических поверхностей, совершающих высокочастотные колебания в полярных жидкостях. Высказано предположение об определяющем влиянии структуры двойного электрического слон на вероятность образования кавитации и проведены приближенные оценки величин, являющихся количественными характеристиками указанного влияния. Сравнение этих оценок с имеющимися опытными данными свидетельствует в пользу высказанных соображений относительно физической картины возникновения и развития кавитации у металлических поверхностей. Таблиц 1. Иллюстраций 2. Библ. 9. назв. [c.280]

Однако кавитационные разрушения не объясняют полностью механизма удаления заусенцев и скругления острых кромок без повреждения поверхности деталей. Необходимо, чтобы детали могли свободно двигаться в абразивной суспензии под действием акустических течений. Роль этого фактора особенно ясна из результатов описанного ниже эксперимента. [c.320]

Наилучшим критерием относительного кавитационного разрушения является характеристика службы самой турбины, насоса, клапана или другого механизма. Эксплуатационные испытания наиболее надежны, но и здесь необходимы оговорки, касающиеся рабочих условий отделки поверхности, монтажа, машины с учетом уровня нижнего бьефа, подсоса и многих гидродинамических условий. [c.1099]

Б е б ч у к А. С. К вопросу о механизме кавитационного разрушения твердых тел. Акустический журнал . Вып. 4, 1952, 28—39 стр. [c.204]

Механическое и химическое действие разрушения пузырьков. Некоторые случаи кавитационного разрушения должны быть приписаны чисто механическим причинам, в частности, разрушение, которому подвергается стекло и бакелит в воде другой возможный пример — разрушение металла в толуоле — описывается ниже (стр. 691). Совершенно понятно, что гидравлический удар, связанный с внезапным разрушением пузырьков с низким давлением, будет приводить к образованию углублений и на хрупких материалах разрушений тот факт, что кавитация, по-видимому, приводит к образованию мелких фрагментаций, не вызывает удивления, но механизм этого явления, предлагаемый инженерами, не должен здесь обсуждаться. Однако достаточно достоверным является тот факт, что если металл подвергается механическому повреждению либо с образованием вдавленных участков, либо с разрушением (фрагментации), то на отдельных участках поверхность будет оставаться без защитного покрытия, и если в противном случае она противостояла бы химическому воздействию, то в этом случае становится возможным ее быстрое химическое разрушение. Если целый ряд пузырьков разряжается последовательно в одной и той же точке поверхности , то можно ожидать непрерывного химического действия, которое не затормаживается, в результате чего возможно образование питтинга. Относительную величину разрушения, получающегося только за счет механического воздействия (в толуоле). [c.689]

Интенсивный износ стенок (кавитационная эрозия) в зоне конденсации паровых пузырьков при длительной кавитации. Механизм этого явления до настоящего времени освещен не полностью. Опыты показали, что разрушение поверхностей — результат механического воздействия на них точечных гидравлических ударов ( бомбардировок ), а электрохимические и химические процессы существенной роли не играют. Под влиянием колебаний давления, частота которых достигает 2500 Гц, материал стенок устает, и в нем появляются ослабления и трещины. Расчлененные зерна подвергаются колебаниям изгиба, что завершается их изломом в плоскостях спайки кристаллов и полным удалением. В образующуюся каверну проникает жидкость, смешанная с паром, и разрушение прогрессирует. Разъеденная поверхность приобретает губчатую текстуру. [c.146]

Эрозией называют разрушение поверхности металла, вызванное коррозионно-механическим воздействием быстро движущейся среды. По характеру наносимых при этом повреждений и механизму процесса различают следующие виды эрозии кавитационную, струйную и фреттинг-коррозию. [c.455]

К настоящему времени изменился и сам подход к изучению кавитационных явлений. Предположение о важности термодинамически неравновесных процессов и механизмов самоорганизации в кавитационном поле, впервые высказанное в работах [2,3], в настоящее время получило дальнейшее развитие. На основе теории самоорганизации и формирования диссипативных структур рассмотрена физическая природа разрушения, кинетика образования карбенов и многие другие ранее не поддающиеся удовлетворительному объяснению эффекты [4]. [c.103]

Скорость потока определяет характер механизма гидроэрозии и интенсивность процесса разрушения металла при кавитации. Известно, что поток жидкости при встрече с препятствием образует вихревые движения. При высоких скоростях потока происходит срыв вихрей с интенсивным образованием кавитационных полостей. Частота срывов вихрей возрастает с увеличением скорости потока. Возникающие в вихревом потоке разрывы способствуют образованию отдельных микрообъемов жидкости, которые в определенный момент приобретают большую кинетическую энергию, а энергия расходуется при движении и ударе на разрушение микрообъемов металла. При высоких скоростях потока возможны и другие явления, вызывающие разрушение металла в микрообъемах. В некоторых работах [32, 58 ] указана вероятность возникновения в потоке высокочастотных импульсов отрыва жидкости, которые могут вызвать разрушение металла на отдельных микроучастках поверхности. Вопросы, связанные с влиянием скорости потока на механизм гидроэрозии металла, мало исследованы, и пока нет возможности предложить утвердительные практические рекомендации. [c.55]

Следует отметить, что рассмотренный механизм расширения и сжатия кавитационной полости далеко не единственный. Разрушения, вызванные кавитацией, можно объяснить не только действием ударных волн, но и другими причинами например, локальным перегревом поверхности твердого тела, находящегося вблизи заполненного перегретым газом пузырька, ударами струй жидкости о поверхность твердого тела при делении пузырька на конечной стадии захлопывания, электрическими разрядами и некоторыми другими факторами. [c.157]

Механизм разрушения пленки был следующим газовые пузырьки, имевшиеся в толще пленки, пульсируя в звуковом поле и перемещаясь под действием акустических течений, увлекали за собой часть окружающего вещества (жира). Перемещение массы пленки приводило к ее разрывам. Одновременно шел другой процесс кавитационные пузырьки распыляли мельчайшие капли воды на поверхности жировой пленки обволакивающей газовый пузырек. Поскольку пульсирующий пузырек является своеобразным источником ультразвуковых колебаний, капельки жидкости с его поверхности могут отбрасываться, дробиться и наблюдается явление, напоминающее распыление тонкого слоя жидкости на поверхности излучателя. [c.247]

Эффективность ультразвукового травления в существенной степени зависит от того, каков механизм химического травления окисной пленки на металле, а также от кавитационной стойкости окалины и ее адгезии к поверхности металла. Травление металла в акустическом поле существенно ускоряется по сравнению с химическим травлением вследствие механического разрушения окалины кавитационными пузырьками. Благодаря зву- [c.268]

МЕХАНИЗМ КАВИТАЦИОННО-АБРАЗИВНОГО РАЗРУШЕНИЯ ТВЕРДЫХ ТЕЛ [c.317]

Возникающие в фазе разрежения звуковой волны кавитационные пузырьки могут быстро расти подобно тому, как под влиянием сравнительно небольших растягивающих усилий, но при наличии зародышевых трещин происходит хрупкое разрушение твердых тел. Возникновение в жидкости (расплаве) отдельных кавитационных пузырьков на зародышах и затем рост этих пузырьков по механизму цепной реакции в целую область зависит от величины подводимой к жидкости мощности ультразвука и в значительной мере определяет активное протекание процессов дегазации расплава и изменение структуры слитка (отливки). [c.445]

Механизм кавитационно-абразивного разрушения твердых тел. .................... [c.503]

Знание механизма кавитационно-абразивного разрушения насосов в сочетании с анализом характера и особенностей движения потока через рабочие органы позволяет в отдельных случаях повысить износостойкость и продлить межремонтный период эксплуатации насосов путем изменения их проточной части. [c.220]

Однако можно предположить, что кавитационные силы могут разрушить поверхностную окисную пленку, но оказаться недостаточными для разрушения самого металла. Результаты проведенных коррозионно-эрозионных испытаний трубопроводов из медного сплава в морской воде дали возможность полагать, что такой механизм может иметь большое практическое значение. Этот механизм может быть назван кавитационной коррозией в отличие от кавитационной эрозии. [c.305]

ДО сих пор не исследовался, если не считать частного случая перреновской пленки, представляющей собой двойной молекулярный слой. Ее механическая прочность, как уже отмечалось, была проанализирована Деряг ным и Гутопом на основе кавитационно-дырочного механизма разрушения. К сожалению, даже в этом особом случае конкретный расчет невозможен без знания некоторых специфических констант, сведения о которых еще толь о предстоит получить. Для решения этой трудной, но практически важной проблемы существенную роль, вероятно, будут играть опыты по разрушению пленок под действием искусственно дозируемых механических нагрузок. Они дадут возможность классифь -цировать детергенты по их способности стабилизировать пены. В последние годы такие опыты были проведены Ексеровой. [c.239]

Явление кавитации (от avitas — пустота) представляет собой возникновение в потоке жидкости парогазовых пузырьков, где давление снижается до давления паров жидкости при соответствующей температуре, и последующее сокращение этих пузырьков при перемещении их в зону повышенного давления. Кавитационное разрушение металла вызывается гидравлическими импульсами ударного характера, которые возникают при быстром сокращении парогазовых пузырьков, попадающих в область более высоких давлений. Результаты работ, выполненных в этой области [15, 58, 61], показывают, что механизм кавитационного разрушения очень сложен и до настоящего времени полностью не изучен. Имеется и другое представление о механизме кавитационного разрушения [32], по которому материал на микроучастках поверхности в момент захлопывания кавитационных пузырьков работает не на удар, а на отрыв. Полагают, что в данном случае причиной гидроэрозии являются высокочастотные импульсы микрообъемов жидкости отрывного характера. [c.6]

Выдвинуто много гипотез, объясняющих механизм разрушения металла на микроучастках, где происходит замыкание кавитационных каверн. Так, в соответствии с представлением о термоэлектрических эффектах [15] полагают, что электрические токи могут возникать под действием высоколокализованных напряжений сжатия, когда появляются гидродинамические силы, действующие на микроскопические участки твердого тела при сокращении кавитационной полости. Особенно распространена гипотеза о значительном влиянии электрохимической коррозии на процесс кавитационного разрушения. Однако имеется много экспериментальных данных [34, 50], свидетельствующих о наличии кавитационной эрозии и в химически нейтральных средах, а также на материалах, не подвергающихся коррозии (стекло, пластмассы и т. п.). [c.25]

Особенность конструкции аппарата гидроакустического воздействия состоит в том, что в нем одновременно и неразделимо реализуется несколько механизмов воздействия на дисперсные системы механическое разрушение частиц внутренней фазы дисперсии в условиях стесненного удара, разрушение частиц вследствие их фрикционных взаимодействий с потоком, разрушение частиц как результат кавитационно-акустического воздействия. В отношении кинематики взаимодействия частиц с узлами аппарата более сложным представляется механизм разрзтпения частиц в условиях стесненного удара, поэтому в постановке задачи он обсуждается более подробно. [c.101]

Гавранек В. В. и Большуткин Д. Н. О механизме кавитационного разрушения и изменения в поверхностном слое металлов. — В сб. Кавитационная и гидроабразивная стойкость металлов в гидротурбинах. М., Машиностроение , 1965, с. 95 (Труды научно-технической конференции). [c.282]

Ультразвуковая очистка возможна 1<ак в химически активных средах, так и в пассивных средах, не растворяю-ш,их загрязнения. В последнем случае эффект очистки несколько слабее. Механизм ультразвуковой очистки, обусловленный механическим воздействием химически пассивной среды, может быть объяснен разрушением (дроблением) пленки загрязнений, возникаюш,им в сипу появления ударной волны при аннигиляции кавитационных пузырьков вблизи места загрязнений, а также возникновением интенсивно колеблюш,ихся пузырьков, проникающих в поры, щели и зазоры между загрязнениями и твердой поверхностью очищаемой детали [177]. Такой механической очистке наиболее интенсивно подвергаются невязкие загрязнения. На очистку вязких загрязнений эффект кавитации влияет незначительно, так как в этом случае эластичная податливая пленка загрязнений растягивается и сжимается, повторяя форму возмущений поверхности колеблющихся пузырьков. [c.222]

Несмотря на большое количество теоретических изысканий и экспериментальных исследований в области кавитационной эрозии, механизм разрушения деталей гидравлических машин вследствие кавитации не понят окончательно. В настояшее время наибольшее распространение и признание получила так называемая гидроме а-ническая теория кавитационной эрозии. [c.239]

Существует несколько гипотез, объясняющих механизм кавитационного разрушения, но ни одна из них не подтверждена экспериментально. Объясняется это тем, что конечная стадия захлопывания протекает за чрезвычайно короткий срок, исчисляемый величинами порядка 10 —10 с, и современными средствами фото- и кинорегистрации не может быть зафиксирована. [c.157]

И. Б. Улановским констатировано также [22] увеличение сопротивления к кавитационному разрушению стали при возрастании процентного содержания в ней хрома до 9%. В других исследованиях [23] установлено, что наблюдаемые (при сообщении вибраций частотой 8600 герц от магнитного пульсатора) кавитационные разрушения углеродистых сталей в значительной степени подавляются катодной поляризацией. При этом можно полагать, что происходящие и при достаточно полной электрохимической защите кавитационные разрушения образца будут определяться в основном присущими металлу показателями усталостной прочности. Увеличение скорости разрушения о бразца при снятии электрохимической защиты определится коррозионным механизмом воздействия данной среды. Таким образом для повышения устойчиво-сги против кавитации важно как повышение коррозионной устойчивости, так и (Повышение твердости (прочности) сплава (см, данные табл. 65). [c.413]

Для регулирования ироцесса структурообразования применяют вибрационные, ультразвуковые, кавитационные, электрогидравли-ческие, электромагнитные, электрохимические и другие воздействия.. Все они направлены на ускорение процесса структурообразования и улучшение свойств образующегося цементного камня. Механизм их действия заключается в разрушении экранирующих пленок продуктов гидратации вокруг зерен цемента, препятствующих массообмену между зоной реакции и окружающей жидкой фазой п замедляющих тем самым процесс гидратации. Другое назначение этих методов состоит в разрушении коагуляционных и непрочных конденсационно-кристаллизационных контактов, образующихся на ранней стадии твердения. При этом улучшаются реологические свойства цементной суспензии (повышается ее подвижность) и улучшаются условия образования конечной структуры. [c.115]

Перреновские черные пленки в некоторых случаях, в первую очередь в случае олеата натрия, оказываются исключительно прочными и живут очень долго. Дьюару (1917—1923 гг.), например, удалось сохранить черную пленку в закрытом сосуде в течение трех лет. В 1962 г. Дерягин и Гутоп провели теоретическое исследование механизма разрушения таких сдвоенных адсорбционных слоев. Рассматривая перренов-скую пленку как двумерный кристалл, они в рамках представлений Де Фриза [3] (см. гл. 6) сумели дать количественную картину кавитационного , или дырочного , механизма их разрушения. Так как в данном случае исключается возможность разрушения тонкого слоя путем прогибания (энергетически наиболее выгодного процесса), то здесь действует дырочный механизм, при котором очень тонкие пленки обладают большой устойчивостью. [c.229]

В статье [12] высказаны также соображения по механизму процесса теплообмена при кипении воды в трубах. Автор правильно считает, что основной причиной интенсификации теплообмена является разрушение ламинарного пограничного слоя образующимися на поверхности нагрева пузырьками пара, а также турбулентными пульсациями и, по-видимому (при еще более высокой интенсивности теплообмена), пока еще мало изученными кавитационными явлениями. Это разрушение пограничного слоя становится более интенсивным с ростом частоты образования пузырьков и числа центров парообразования, т. е. с увеличением теплового потока. Так как эти явления происходят на поверхности нагрева, то разрушение пограничного слоя представляет собой очень сложный процесс. Однако увеличение скорости основного потока никогда не приводит к полному разрушению пограничного слоя, а лишь уменьшает его эффективную толщину. Поэтому скорость в некоторых случаях менее существенно влияет на коэффициент теплоотдачи, чем тепловой поток. При увеличении турбулизации ядра потока увеличивается массообмен через ламинарный слой и возрастает интенсивность теплообмена. В связи с этим автор вводит в свое уравнение параметр ш/шкр. где аНкр.— критическая скорость, соответствующая переходу в трубах ламинарного потока в турбулентный. Введение этой величины обусловлено тем, что массообмен при ламинарном движении пренебрежимо мал, а следовательно, незначителен и теплообмен. Богданов ввел также в критериальное уравнение число Не, число Рг, отношение давлений р/ра и после обработки своих данных получил следующее соотношение [c.54]

Описание реологических кривых с учетом и без учета механизма Ребиндера позволяет количественно оценить долю изменения вязкости из-за разрушения структуры в процессе течения. На рис. 4 и 5 показано изменение вязкости за счет разрушения структуры Ат) = т)э — т] для 10%-ной суспензии естественного бентонита при 20° С и для кавитационного битума при 180° С от логарифма скорости деформации т)э — вязкость, рассчитанная по формуле (8) при X — т ), т. е. с учетом дейстЬия только механизма Эйринга. Максимум соответствует градиенту скорости течения при котором изменение вязкости за счет разрушения максимально. Этот метод разделения влияния механизмов Эйринга и Ребиндера может быть эффективно применен при изучении различных структурированных дисперсных систем. [c.180]

Механизм ультразвукового разрушения загрязнений поверхности исследовался с помощью скоростной киносъемки ультразвуковой очистки (скорость 500—4000 кадров в секунду) [2]. При этом удалось наблюдать на экране возникновение и рост кавитационных пузырыков и движение пузырьков, ранее существовавших в жидкости. [c.10]

При взаимодействии с металлом рабочая среда может вызвать необратимые изменения в металле, например при коррозионном разъедании или химическом растворении, при образовании новых твердых растворов или химических соединений, при интенсивном радиоактивном облучении и т. п. Среда может вызвать также и обратимые изменения в металле, наблюдаемые, например, при физической адсорбции или при окклюзии газов, когда устранение адсорбированных слоев поверхностно-активного веш.ества или длительное старение (десорбция) металла, насыщенного газом, восстанавливает его свойства. Часто влияние среды связано с ее движением, вызывающим кавитационное или эррозионное разрушение поверхности металла, которое также влияет на механические свойства стали. Таким образом, механизм влияния внешних рабочих сред может быть адсорбционным, коррозионным, химическим, абсорбционным, радиационным, кавитационным, эрозионным и т. п. [c.13]

Ранее считалось, что вероятность повреждений бактериальных клеток определяется скоростью вращения лопастей мешалки. Однако, согласно наиболее правдоподобной современной гипотезе о механизме повреждений, они обусловлены кавитационными явлениями в вихрях, возникающих сразу за лопастями мешалок. Вопрос о повреждении бактериальных клеток в интенсивно перемешиваемых культурах все еще не решен. Если анализировать свойства суспензий бактериальных клеток в потоке, используя для определения гидродинамических характеристик любой отдельной бактериальной клетки предположение,, что она представляет собой сферическую частицу соответствующего диаметра, то оценить силы, вызывающие механическое повреждение клетки, не удается. Подобный подход не учитывает наличие жгутиков или фимбрий они — особенно это касается жгутиков — могут в несколько раз превосходить по длине самые крупные несущие их бактериальные клетки. Вполне возможно, что именно разрыв этих структур и последующее вытекание клеточного содержимого ответственны за разрушение клеток при интенсивном перемешивании бактериальных культур. Заметим, что значительная часть исследований по генетической инженерии направлена на осуществление передачи специфических свойств от различных бактерий к Es heri hia olij которая не особенно пригодна для использования ее в процессах с интенсивным перемешиванием именно из-за наличия фимрий и жгутиков и, следовательно, подверженности механическим повреждениям. [c.415]

Кавитация заключается в образовании ряда мелких разрывов или полостей (пузырьков) в жидкости под действием растягивающих усилий, создаваемых звуковой волной в фазе разрежения, с последующим их охлопыванием в фазе сжатия. Прочность жидкости ослаблена в местах, где имеются мелкие пузырьки газа, частички посторонних примесей и т. д. В образующихся разрывах и кавитационных пузырьках при их схлопывании в фазе сжатия в образующейся ударной волне развиваются большие местные мгновенные давления, достигающие десятков мегапаскалей. Такие давления приводят к механическим разрушениям поверхности твердого тела. Механизм ультразвуковой кавитации в системах жидкость — твердое пористое тело изучен недостаточно, хотя при наличии ультразвуковых генераторов, создающих звуковое поле с интенсивностью >1 Вт/см , это явление может иметь перспективное применение, в частности при интенсификации подземного выщелачивания и растворения многих полезных ископаемых. Пока применение ультразвуковой кавитацНи сдерживается сравнительно малыми расстояниями от УЗ-генератора, на которых обнаруживается ее действие. [c.173]

Изучение механизма удаления поверхностных пленок различными исследователями показало, что ультразвук ускоряет процесс растворения пленки жидкостью, а также оказывает чисто механическое воздействие на пленку. Удар захлопывающегося вблизи очищаемой поверхности кавитационного пузырька вызывает разрушение поверхностной пленки. Отдельные мелкие кави- [c.140]

Известны три возможных механизма разрушения поверхностных пленок пульсирующими кавитационными пузырьками отслоение, струйная очистка, эмульгирование. Отслоение пленок пульсирующими пузырьками было подробно изучено с помощью высокоскоростной киносъемки. Объектом исследований были стеклянные пластинки с нанесенным на их поверхность слоем канифоли с добавкой сажи. Полученные кинофрагменты позволили установить следующий механизм разрушения [c.245]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология