НИТЕВИДНЫЕ КАВИТАЦИОННЫЕ ПОЛОСТИ И ВОЗМОЖНОСТЬ СНИЖЕНИЯ КАВИТАЦИОННОЙ ЭРОЗИИ
Аннотация
Рассмотрен подход к решению проблемы снижения кавитационного разрушения двигателей внутреннего сгорания, судовых винтов, элементов гидротехнических сооружений путем привлечения современных представлений (принципы Онсагера и Пригожина) и аппарата неравновесной термодинамикидля управления кавитационным процессом. Считается, что представления о кавитации Релея и современные модификации не учитывают интерактивный, бифуркационный характер изменений свойств веществ и явлений кавитационного процесса. Визуализацией (голографией с экспозицией в 20 нс) кавитационной области обнаружены нитевидные протяженные кавитационные каверны, которые можно использовать для лавинной нуклеации и управления кавитацией. Объектом исследований является кавитационная область в воде и ее воздействие на твердую поверхность. Предметом исследований послужило обнаружениепузырьков в виде нитей на стадии растяжения жидкости и возможность их использования для снижения эрозионного эффекта кавитации. При проведении исследований были использованы следующие экспериментальные методы: высокоскоростная голографическая визуализациия, интерферография и акустическая кавитация. Приведено доказательство существования кавитационных «пузырьков» в виде нитей различных направления, вида и протяженности в фазе расширения кавитационной области. Обращается внимание на то, что при проведении эксперимента на стадиях сжатия кавитационной области такие«пузырьки» исчезли из поля зрения, что подтверждает факт их существования только в фазе расширения кавитационной области. Зафиксировано, что поперечный размер таких кавитационных нитей одинаков во всей фазе расширения. Теоретически и экспериментально обоснованы процессы и явления, проявляющиеся на стадиях расширения кавитационной области. Выявлено, что протяженные каверны можно использовать для лавинного зародышеобразования сферических «пузырьков» в целях управления процессом кавитации. Отмечается, что большие перспективы имеют современные оптические методы цифровой трассерной визуализации, которые позволяют детально увидеть стадии кавитационного процесса. Новый способ управления кавитационным процессом на базе проведенного исследования является альтернативой созданию дорогостоящих кавитационностойких материалов.
Ключевые слова
кавитация, голограмма, пузырек, нитевидные каверны, кавитационная область, эрозия, неравновесная термодинамика
Читать полный текст статьи: PDF
Список литературы
Об авторах
Зубрилов Сергей Павлович - доктор технических наук, профессор
zubrilovsergei@yandex.ru. kaf_ovrb@gumrf.ru
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»Растрыгин Николай Васильевич - кандидат технических наук, доцент
ФГБОУ ВО «ГУМРФ имени адмирала С.О. Макарова»
