Способ определения энергии кавитации кавитационных устройств

 

Изобретение относится к испытательной технике , в частности, к способам определения энергии кавитации кавитационных устройств, и может быть использовано при оценке устройств, возбуждающих кавитацию в жидкости. Цель изобретения - повышение точности и упрощение. Способ заключается в том, что измеряют потери энергии потока жидкости в бескавитационном и кавитационном режимах, рассчитывают потери механической энергии на трение в бескавитационном режиме и определяют энергию кавитации кавитационного устройства.

СООЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) 1 А1 (11 4 В 06 В 1/20

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

flP ИЗОБРЕТЕНИЯМ И OTHPblTHRM

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4252591/24-28 (22) 28. 05. 87 (46) 15.09.89. Бюл. 11(34 (71) Иркутский институт инженеров железнодорожного транспорта (72) М.Г. Руденко и Н.Г. Руденко (53) 532.533(088.8) 1 (56) Пирсол И. Кавитация. M.: Мир, 1975, c . .19. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭНЕРГИИ КАВИТАЦИИ КАВИТАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ (57) Изобретение относится к испытаИзобретение относится к испытательной технике и может быть использовано как способ испытания устройств, возбуждающих кавитацию в жидкости.

Цель изобретения — упрощение и увеличение точности за счет использования при обработке результатов экспериментов уравнения энергетического баланса в разных режимах.

Способ реализуют следующим образом.

За основу для расчетов принимают уравнение энергетического баланса кавитационного устройства для еди- ницы массы жидкости

Ьй, 1 ()

1 1 оо 1(2

)0 (Еиаь + El) y (1) где E — полная энергия единицы массы жидкости тельной технике, в частности к способам определения энергии кавитации кавитационных устройств, и может быть использовано при оценке устройств, возбуждающих кавитацию в жидкости.

Цель изобретения — повышение точности и упрощение. Способ заключается в том, что измеряют потери энергии потока жидкости в бескавитационном и кавитационном режимах, рассчитывают потери механической энергии на трение в бескавитационном режиме и определяют энергию кавитации кавитационного устройства.

С: кинетическая энергия жидкости;

Š— энергия кавитации; îå

Š— потери энергии; т

N — мощность поводимая кавитацироЬе

1 онным устройством к жидкости;

Q — производительность кавитационного устройства; — lIJ .oòHoñòü жидкости; — оператор разности значений, соответствующей величины на выходе из кавитационного устройства и на входе.

Для пассивных кавитационных устройств способ реализуют следующим образом.

Для своей работы кавитационное устройство использует энергию протекающей жидкости, поэтому 11„ О, кроме того, если площади поперечных сечений на входе и выходе из устройства

1507461 т были одинаковы а (---) = О и уравне2 ние баланса энергии (1) пгименялос ь

В Вид р. (2)

Поскольку величина потерь механической энергии жидкости в исследуе«10 мом устройстве не могла быть вычислена с необходимой точностью, определение параметров работы кавитационного устройства производилась в два этапа, На первом этапе была определена эа15 висимость потерь механической энергии жидкости при отсутствии кавитации от скорости жидкости.

Потери механической энергии жидкости определяются как разность дав- 20 ления на входе в кавитационное устройство и на выходе, скорость жидкости определяется по расходу. Расход жидкости определяется расходомером.

Полученная на первом этапе (бескави- 25 тационный режим) зависимость

ЬЕ -Е = f (Ч) () используется на втором этапе (кавитационный режим), при этом методика З0 проведения измерений и приборы идентичны тем, что использовались на первом этапе. Окончательнсе расчетное выражение имеет вид

Екав = Е E ьеска,) ()

При этом можно определить КПД устройства

Екав ° (5)

Для активного кавитационного устройства (т.е. устройства, вносящего энергетический вклад в поток жидкости) способ реализуют следующим образом. Если энергия подводится к жидкости при помощи вращения активного

45 элемента (например, лопастей, вращающихся с частотой и) и не ограничивая мощности, предполагаем, что h E

0: вся подводимая энергия расходуется на кавитацию и потери, то зависимость,соответствующая первому этапу (бескавитационный режим) выражается следующим образом: („) РАЙ,. Ь () (6) ч

1/2

Р () (2

Полученная на первом этапе зависимость f (tl) использовалась на вто2. ром этlfIp . ЛнергHR кавитации определяла b как разность между потерями энергии при кавитации и потерями энергии без кавитации. КПД подсчитывался как отношение энергии кавитации к суммарным потерям энергии жидкости при кавитации.

Ru всех экспериментах необходимо (для корректности переноса зависимости Е (V), Е„ (п) из бескавитацион" ного режима в кавитационный) соблюдать постоянство диапазона изменения параметра, характеризующего касательные напряжения в жидкости: в первом примере это скорость, во втором— частота вращения, в более общем случае — критерий Рейнольдса. При этом можно изменять параметры, характеризующие нормальные напряжения (например, давление), для достижения кавитационного или бескавитационного ре- . жима течения жидкости через кавитационное устройство.

Ф о р м ул а и з о б р е т е н и я

Способ опре вселения энергии кавитации кавитацчонных устройств, заключающийся в том, что измеряют физические параметры потока жидкости, прошедшего чер еэ кавитационное устройство, отличающийся тем, что, с целью упрощения и увеличения точности, в качестве физических параметров измеряют скорость и(или) давление в потоке и параметр, характеризующий касательные напряжения в жидкости, на входе в устройство и на выходе иэ него в режиме кавитации и в бескавитационном режиме, рассчитывают потери механической энергии на трение в бескавитационном режиме и с уче гом их и измеренных .параметров определяют энергию кавитации устройства при соблюдении постоянства диапазона изменения параметра, характеризующего касательные напряжения в жидкости.