Institutul pentru Tehnologia Sistemelor Fluide Prelegere Cavitație WS 201011
Institutul pentru Tehnologia Sistemelor Fluide Prelegere Cavitație WS 2010/11 Dr.-Ing. Gerhard Ludwig
Cuprins - Lectură Cavitație 1 Introducere 2 Bazele fizice 3 Investigații privind începutul cavitației 4 Cavitație avansată 5 Efectele cavitației 19 octombrie 2010 Dr. Lectura Ludwig despre cavitație WS 2010/11 2
Cărți pentru aprofundarea materialului prelegerii Cavitație KNAPP/DAILY/HAMMIT Cavitație McGraw-Hill Book Company ISAY Kavitation Schiffahrts-Verlag Hansa C Schroedter & Co. YOUNG Cavitation McGraw-Hill Book Company BRENNEN Cavitation and Bubble Dynamics McGraw-Hill Book Company LECOFFRE La cavitation Hermes Verlag Paris FRANC/MICHEL Fundamentals of Cavitation Springer Olanda 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 3
Prezentare generală a conținutului - Capitolul 1 Introducere 1.1 Definiția termenului de cavitație 1.2 Cavitație - semnificație tehnică 1.3 Forme de cavitație 1.4 Cauze hidrodinamice pentru dezvoltarea cavitației 1.4.1 Debit intern 1.4.2 Debit extern 1.4.3 Locuri de posibilă cavitație într-o pompă centrifugă 1.5 Parametri care influențează apariția cavitației 1.5 .1 Exemplu de rezistență la tracțiune 1.5.2 Exemplu de zonă de amestecare cu jet 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 4
1.1 Definiția termenului cavitație (1) Schimbarea locală a fazei în lichide datorită reducerii presiunii hidrodinamice (adică în legătură cu mișcarea) de la lichid la gazos. Formarea cavităților umplute cu abur și gaz. Opus: fierbere sau fierbere, evaporare cauzată de adăugarea căldurii sau scăderea presiunii statice în lichid. Bulele de vapori rezultate sunt transportate de-a lungul fluxului și se prăbușesc ca o implozie atunci când presiunea crește din nou peste presiunea vaporilor. Procesul complet constă în evaporare și recondensare. 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 5
1.1 Definiția termenului cavitație (2) Proces de fierbere Fierbere Reducerea presiunii de ex. în conductă 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 6
1.2 Cavitație Semnificație tehnică (1) Istorie În 1895, un nou distrugător al marinei engleze nu a atins viteza dorită. Motivul pentru acest lucru a fost suspectat de a fi cavitățile umplute cu abur de pe lama elicei. Prima investigație fundamentală asupra cavitației pe elice de nave de către Sir Thornycroft și Barnaby. Sir Charles Parsons construiește primul canal de cavitație în 1895 pentru a investiga fenomenele de cavitație pe elicele navei. Încă din 1754, Leonhard Euler a prezis posibila apariție a cavitației pe baza unor considerații teoretice. 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 7
1.2 Cavitație Semnificație tehnică (2) Primul canal de cavitație construit de Sir Charles Parsons (1895) 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 8
1.2 Cavitație Semnificație tehnică (2) Efecte Formarea unui flux cu două faze, care restrânge secțiunea liberă a unei mașini cu flux. - Schimbarea curbei caracteristice a mașinii (scăderea randamentului, scăderea capului de livrare). Se produc vibrații puternice. Se produc zgomote semnificative. Distrugerea materialului ca urmare a creșterilor de presiune de înaltă frecvență care apar în timpul imploziei cu bule (adică recondensare). 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 9
1.2 Cavitație Semnificație tehnică (3) Utilizarea cavitației Curățarea suprafețelor cu ultrasunete utilizând agresivitatea imploziei bulelor induse de sunet Jetul de lichid pentru tăierea materialelor Tăierea cu jet de apă optimizată cu ajutorul cavitației. Intensificarea proceselor de amestecare, de ex. în industria alimentară, producția de emulsii. Îmbunătățirea atomizării în injectoarele de combustibil, purificarea și tratarea apelor uzate, evaporarea la rece și extragerea hidrocarburilor din apa contaminată. Distrugerea microorganismelor dăunătoare (de ex. Curățarea apei de balast în cisterne) Litotriție (ruperea rinichilor și a altor pietre) Eliberarea locală și limitată spațial de agenți terapeutici în organismul uman cu ajutorul cavitației induse de sunet 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 10
1.3 Forme de cavitație (1) Cavitație cu o singură bulă Cavitație cu vârtej de vârf 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 11
1.3 Forme de cavitație (2) Cavitație cu bandă Cavitație vârtej vârf 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Cavitation prelegere WS 2010/11 12
1.3 Forme de cavitație (3) 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 13 Cavitație cu bule simple
1.3 Forme de cavitație (4) 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 14 Layer cavitation
1.3 Forme de cavitație (5) Cavitație cu vortex într-un strat de forfecare 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 15
1.3 Forme de cavitație (6) 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 16 Super Cavitation
1.3 Forme de cavitație (7) Cavitație instabilă a norilor 19 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 17
1.3 Forme de cavitație (8) Cavitație nestabilă în nori 26 octombrie 2010 Dr. Ludwig Lecture Cavitation WS 2010/11 18