Кавитация в гидромашинах

Кавитация может иметь место в гидромашинах (насосах и гидротурбинах), а также на лопастях быстровращающихся гребных винтов. В этих случаях следствием кавитации является резкое снижение коэффициента полезного действия машины и затем по- [c.72]

Рассмотрение условий работы турбины с отсасывающей трубой показало, что под рабочим колесом создается пониженное давление [формула (4-10)]. Кроме того, как видно из рис. 3-13 и 3-14, при обтекании лопастей рабочего колеса на их тыльной стороне создается дополнительное снижение давления. Таким образом в некоторой части проточного тракта гидромашины давления могут быть весьма низкими (глубокий вакуум). Эти условия имеют свои особенности и могут приводить к кавитации. [c.102]

При наличии кавитации в гидромашине возникает резкий шум и создаются повышенные вибрации. [c.105]

При работе гидромашины в условиях кавитации довольно скоро в тех местах, где захлопываются каверны, образуется износ поверхности. [c.105]

Рис. 5-5. Виды кавитации в гидромашинах.

Остановимся теперь на кавитационных показателях. Для турбинных режимов обратимых гидромашин коэффициент кавитации близок к значениям а для турбин аналогичной быстроходности и соответствует графику рис. 5-10. Однако при определении допустимой высоты всасывания Н , от которой зависит и отметка установки обратимой гидромашины, решающее значение имеют насосные режимы. Для этих условий кавитационные показатели могут быть оценены исходя из следующих соображений. [c.289]

Коэффициент кавитации в насосных режимах устанавливается путем испытаний моделей на кавитационном стенде сразу с учетом всасывающей трубы. Значения коэффициентов кавитации даются на характеристиках обратимых гидромашин. [c.291]

Следует иметь в виду, что применение двухступенчатых и многоступенчатых обратимых гидромашин позволяет не только обеспечить высокий напор, но и снизить требуемое заглубление по условиям устранения кавитации. [c.307]

На рис. 6 показан характер разрушения деталей проточной части насоса, работающего в условиях перекачки загрязненной песком или илом воды. Отдельные участки поверхности некоторых деталей (рис. 6, а) имеют борозды по направлению движения потока, что свидетельствует о действии абразивного фактора. Вся рабочая поверхность этой детали имеет вид размытого водой металла. На других деталях проточной части насоса в отдельных местах имеются кавитационные раковины глубиной до 5 мм (рис. 6, б), свидетельствующие о наличии явления кавитации. Для деталей насосов и других подобного типа гидромашин наиболее характерно разрушение металла вследствие абразивного действия движущихся в потоке твердых частиц. Однако при больших скоростях сама жидкость оказывает на металл сильное разрушающее действие из-за возникновения в потоке кавитации. [c.19]

В общем случае явление кавитации представляет собой образование разрывов сплошности в жидкости. Известно [17], что жидкости, не содержащие каких-либо примесей, способны выдерживать, не разрываясь, довольно высокие растягивающие усилия, иногда достигающие величин 314 МПа. Температурные флуктуации, приводящие к образованию паровых зародышей, понижают прочность воды до 157 МПа. Экспериментально доказано, что при соблюдении особых предосторожностей можно добиться того, чтобы вода выдерживала растягивающие напряжения в 27 МПа. Вместе с тем, на практике в обычных лабораторных и натурных условиях кавитация наступает уже при давлениях, близких к давлению насыщенных паров при данной температуре. Такое расхождение теоретических и опытных данных обусловлено тем, что естественная вода содержит ядра или зародыши кавитации в виде мельчайших твердых или газообразных частичек — включений. Это вредное явление, с которым приходится встречаться при работе насосов, турбин и других гидромашин. Борьба с кавитацией является важнейшей технической проблемой. [c.7]

В разделе 1 говорилось о том, что ка/кдо.му этапу развития кавитации в гидромашине соответствуют те или иные внешние признаки, определенным образом сказывающиеся на работе машины. [c.81]

Применяя уравнение Бернулли для относительного течения через рабочее колесо и для течения во всасывающем водоводе гидромашины и предполагая, что в момент начала кавитации на профиле справедливо равенство [c.155]

Кроме тех критических, с точки зрения кавитации, режимов, о которых говорилось в предыдущем параграфе, на характеристиках гидромашин можно часто наблюдать другие особые точки, соответствующие изменениям характерных величин или в сторону увеличения или в сторону уменьшения, но не столь резкого. [c.156]

Экспериментальные исследования установили, что начало образования первых кавитационных пузырьков происходит одновременно с появлением ультразвуковых волн. Визуальные наблюдения с использованием стробоскопа показали, что рост амплитуды ультразвуковых колебаний совпадает с развитием щелевой кавитации. Совпадение начала кавитации с возникновением ультразвуковых колебаний наблюдалось во всех экспериментах, вне зависимости от типа лопастей рабочего колеса и режима работы гидромашины. Второй важной задачей рассматриваемых исследований являлось установление связи между составляющими кавитационного шума и падением мощности турбины, т. е. срывом работы гидромашины. Таким образом, акустический метод дает возможность объективно зарегистрировать и качественно оценить интенсивность начальной стадии кавитации и проследить за ее развитием. [c.236]

Так как при развитии кавитации поток жидкости в различной степени насыщен паровыми и газовыми пузырьками, то при этом изменяется его омическое сопротивление. Если через жидкость при кавитации пропускать электрический ток, то эти изменения можно замерить посредством той или иной схемы. Были проведены опыты в гидродинамической трубе и на работающей гидромашине, которые показали характерное изменение омического сопротивления потока с развитием кавитации [61]. [c.238]

В опытах применялись специальные электроды, посредством которых пропускался электрический ток через поток воды. Их форма и расположение определялись на основании специальных исследований, которые показали, что лучшей формой электродов является цилиндрический стержень, изолированный по всей его поверхности, за исключением торца. В процессе опытов было также установлено что на стабильность показаний прибора, измеряющего омическое сопротивление потока, оказывает влияние металл, из которого изготовлены электроды. Если применять обыкновенные стали или латунь, то они окисляются. В опытах хорошие результаты были получены при применении нержавеющей стали. Недостатком описываемого метода является то, что начальное значение омического сопротивления потока воды при отсутствии кавитации не является постоянным, так как на его величину оказывает влияние не только наличие кавитационных пузырьков, но и температура воды, ее состав, степень загрязненности. Чтобы исключить влияние этих побочных факторов, был разработан прибор, основанный на дифференциальной схеме замера, при которой применяется еще одна пара электродов, помещаемая в специальном отводе от основного потока, в котором при всех режимах работы гидромашины кавитация отсутствует. [c.238]

Таким образом, материал, используемый для изготовления деталей гидромашин, подверженных действию кавитации, должен обладать следующими свойствами [164] [c.248]

Ш а л ь и е в К. К. Кавитация оконечных элементов рабочего колеса осевых гидромашин. Институт механики АН СССР, инженерный сборник, т. И, [c.251]

Принято подразделять кавитационный процесс на три стадии. В начальной стадии зона кавитации заполнена (Смесью жидкости и более или менее крупных пузырьков пара. Во второй стадии в кавитирующем потоке на ограничивающей поверхности образуются крупные каверны, срываемые потоком и вновь образующиеся. Это стадия развитой кавитации. Третья стадия—суперкавитация весь обтекаемый элемент гидромашины лежит в области каверны. [c.126]

Масштабный эффект, обусловленный изменением геометрических размеров тел, выражен не столь отчетливо. Большинство испытаний по обтеканию неподвижных тел потоком показывают, что а увеличивается с размерами (испытания же гидромашин обычно дают обратную картину— число кавитации уменьшается с ростом размеров). Аналогичную зависимость можно получить на ос- [c.18]

Чистые жидкости подобно твердым телам выдерживают очень высокие напряжения растяжения. Однако реальные жидкости разрываются (кавитируют) при напряжениях сжатия (давлениях), близких к давлению паров. Это объясняется тем, что в реальных жидкостях имеются инородные частицы, твердые и газообразные, на поверхности которых образуются слабые для разрыва жидкости участки, служащие зародышами кавитации. Кавитация возникает также в микроскопической несмачиваемой трещине на поверхности рабочего органа гидромашины. [c.144]

При напорах выше 500—600 м в современных ГАЭС применяют трехмашинные агрегаты с ковшовыми турбинами (активными) и многоступенчатыми насосами. Однако процесс продвижения обратимых гидромашин в область более высоких напоров непрерывно продолжается. При этом возможны различные пути. Один — повышение напора радиально-осевой обратимой гидромашины. Из формулы (16-2) следует, что с увеличением напора должна расти и окружная скорость колеса. Например, чтобы получить Я =1000 м окружная скорость должна составлять 135— 150 м/с. С увеличением % быстро растут напряжения в рабочем колесе, повышается относительная скорость течения, что способствует возникновению динамических воздействий и кавитации. [c.294]

В предыдущем параграфе говорилось о том, что степень развития кавитации в гидравлической машине, а следовательно, и ее характеристики зависят от величины давления на входе в рабочее колесо маишны. В случае центробежных и осевых насосов это давление во многом определяется месторасположением насоса относительно уровня свободной поверхности перекачиваемой жидкости в приемном резервуаре или, иными словами, высотой всасывания данного насоса. Однако выражение кавитационных характеристик насоса в значениях высоты всасывания очень неудобно, так как высота всасывания изменяется с изменением подачи и числа оборотов насоса, при применении насоса для перекачки различных жидкостей и т. д. В связи с этим обычно для характеристики кавитационных свойств гидромашин пользуются безразмерными параметрами кавитации. [c.13]

Развившейся кавитации в гидромашине всегда сопутствуют звуковые колебания, воспринимающиеся как кавитационный шум. Источником звуковых колебаний является пульсация давления в отдельных областях потока жидкости, которая может быть вызвана вращением лопастей рабочего колеса машины, вихреобразованиеы, возннкающим при обтекании лопастей потоком жидкости, и кавитационными явления.ми, создающими ударные колебания при разрушении кавитационных пузырьков. [c.235]

Определение кавитации по шуму гидромашин было начато еще в 1940 г. М. И. Стрежелецким [43]. Но поскольку на звуковые колебания, сопутствующие явлению кавитации, накладываются колебания, вызванные другими причинами, то по общему шуму невозможно обнаружить момент возникновения кавитации и определить степень ее развития. Для решения этой задачи производились исследования звуковых колебаний и установлена связь их со степенью развития кавитации в гидромашине. В результате этих исследований был разработан и экспериментально проверен акустический метод обнаружения кавитации в работающих гидромашинах [42]. Этот метод проверялся в лаборатории гидравлических турбин Ленинградского металлического завода и на ряде построенных ГЭС. [c.235]

Кавитационная стойкость материала является лишь одним из многих факторов, которыми руководствуются при выборе материала для изготовления деталей гидромашин, подверженных действию кавитации. Помимо способности сопротивляться кави- [c.247]

В перечисленных направлениях велась отработка модельной гидромашины на параметры Киевской ГАЭС. Вспоследствии ХТГЗ им. С. М. Кирова на основе модельных данных ВНИИгидромаша была разработана гидромашина РОНТ-18/16—13. На модели с рабочим колесом диаметром 500 мм был получен максимальный к. п. д. 88% в насосном и - 83% в турбинном режимах. На ГАЭС, как правило, определяющим при выборе рабочих параметров является насосный режим, что объясняется большей опасностью возникновения кавитации в насосном режиме. Количество электроэнергии, потребляемое при работе в насосном режиме, всегда больше получаемого в турбинном режиме. Это является следствием потерь как в самой обратимой гидромашине,, так и в трубопроводах, соединяющих нижний и верхний бассейны. Поэтому экономичность ГАЭС зависит в большей степени от величины к. п. д. гидромашины в насосном режиме, чем в турбинном. [c.125]

Кавитация возникает преимущественно в струйном пограничном слое на границе раздела рабочего и эжектируемого потоков, где вследствие интенсивного вих-реобразования в камере смешивания формируются зоны минимального давления [1-4], При этом вследствие интенсивного выделения парогазовых пузырьков нарушается процесс смешивания жидкостей - и напор насоса резко падает. Парогазовые пузырьки концентрируются в струйном пограничном слое и только в редких случаях заполняют все сечение камеры смешивания. Поэтому в струйных насосах проточная часть менее подвержена кавитационному износу, чем в лопастных гидромашинах, что снижает вероятность выявления кавитационного режима работы устройства. [c.61]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология