Изследвания курс кавитация износване, публикувано в списание "Млад учен"

Библиографска описание:

Проблемът с осигуряването на набор от показатели на надеждност е ключов фактор за процеса на проектиране и инженеринг. Това напълно се отнася за продукти, работещи под хидродинамично натоварване, които включват, например, помпи, рул витлови съдове и други. В момента активно се развива изследователски области, свързани с едновременното развитие на тези продукти в областта на увеличаване на мощността и увеличението на средствата за тяхното функциониране. В резултат на това, основните части представяне продуктите (кораби витла, работни колела, и така нататък. D.) и оперира в повече сурови условия на хидродинамични товарене работни повърхности, определяйки по този начин всички необходими предпоставки за увеличаване на интензивността на износване. Един от основните фактори, които определят естеството на износване на работни части, свързани с интензивност на процесите на кавитация на потока.

Сега е възможно да се разпределят пет съществуващите хипотези кавитация износващи се части: корозия, механични, водно-електрически и обобщена теория на кумулативни струи.

Хипотезата за корозивен характер на щети кавитация. В началото, когато естеството на кавитация е слабо разбран, той смята, че наблюдаваната специфична разграждане възниква изцяло метален поради химични ефекти на вода, т.е.. Е. Има произхода на корозия. Тази теория за първи път е напълно описан в работата Vagenbaha (1906), Рамзи (1930 г.), Fettingera и техните последователи. По-късно в изследването на този процес е установено, унищожаване на материали устойчиви на корозия (неръждаема стомана, злато, бетон и др.) И по този начин самата корозия не е основната и единственият фактор, износване на кавитация. Пример за това са фактите, отбелязани в [4, 5, 6, 7] за корозия лакове на функции фрактури на втулки цилиндрови дизелови двигатели, желязо и др. Моменти противоречат на химическа корозия и електрически теория. Въпреки големия брой изследвания опровергават чисто корозира на кавитация износване, някои изследователи се опитват да доказва своята стойност. На някои интерес е работата на прилагане на катодна защита [8-17], за да се потисне кавитация износване. Може да се отбележи, че само корозия теорията не обяснява естеството на кавитация износване, но това не е причината за отказ на корозия участие фактор в процеса, т.е.. К. сега е известно, че много кавитация усилва процеси химически метални окисление, поради освобождаването на активните химични [ 18].

Хипотезата на въздействието на кумулативни струи, за да повреди кавитация. Разработен през 60-те години на теорията за 20-ти век на кавитация износване, на базата на кумулативния ефект от струи образувани от разпадането на кавитация балон се счита от много изследователи [19-24], по-надеждни от предишните. M. Robinson и F. Hamm изрази убеждението, че увреждането на кавитация се извършва главно под въздействието на висока скорост течни microjets (кумулативен феномен поток), генерирани при затваряне на тороидални мехурчета кавитация, които се намират експериментално. Като доказателство те водят Иван Р. изчисления, според които на натиска, разработени в рамките на нормалното затваряне мехурчета не са достатъчни, за да доведе до увреждане на металните тела. Те смятат, кумулативни джетове скоростта, с влияние е на около 1200 м / сек. Освен това, по време на кондензацията на парата присъства в балона на кавитация образува капка, която при силен сблъсък с препятствие също води до ефекти, подобни кумулативен струя [20]. SP Козирев [19], води до голям брой на филм рамки, скорост poduchennyh стрелба, при която на снимката се вижда при изтичане струя кавитация кухина.

Тази хипотеза може да се илюстрира от:

В хидродинамичен кавитация на повърхността на заготовката в зоната с ниско налягане, произведени на кавитация мехурчета (мехурчета или кухини) на кавитация ядра, които се намират в течността. Тези кухини са разположени директно върху повърхността на заготовката и на разстояние от него. След контакт с кухините в региона на налягане са сгъстен за образуване microjets, механично качеството на повърхността на детайла в случай на срив мехур върху повърхността. В периодично въздействие тези microjets увличане случва да се образува маса от материал върху повърхността на ямките.

Хипотезата на естеството на увреждането на завихрящата кавитация. А малко по-различна гледна точка се взема от MG Timerbulatov. Същността му се състои в хипотезата, че сблъсък на бързо бариера на флуиден поток, образуван с въртеливи, която периодично се счупи и да увлича поток. Тези области на повърхността на тялото (или стена на канала), които попадат в място вихър разделяне, са под влиянието на високочестотни импулси на течно разделяне и подложени на износване. Тази хипотеза не е потвърдено експериментално.

Хипотезата за естеството на водноелектрическа щети кавитация. Тази хипотеза описва процес на износване в резултат на излагане на електрически разряди, настъпващи по време на затварянето на мехурчета кавитация на чупливо повърхността. Според електрически разряди Ya. I. Frenkelya и S. Е. Breslera възникне в течната фотохимично явлението, ускоряване на корозия и VA Konstantinov и GE Rudashevsky вярваме, че ерозията е резултат от директното действие на откритите електрически разряди, и частично , свързани химични процеси. Въпреки това, експерименти на тази хипотеза е извънредно малко, както и ролята на тези изхвърляния в износването на кавитация остава напълно нерешен.

Abacherev MM подчертава следната схема на общи теория на физическата природа на кавитация износване:

1. Свиване на кавитация мехурчета, придружен от искри и топлинен удар, което води до моментално окисление на бомбардиране места и ги създават в термични компресивни напрежения.
2. Хидравлични удари наруши слоеве повърхност оксид на материала, с което съм време е активен
3. Повърхностните слоеве носят поради механични ефекти умора, допълнително унищожени от корозия умора.
4. Изплакване действие на кавитация мехурчета завихря течността на повърхността на материала и елиминира слоеве забавяне difuziyu: лесно изтегляне на метални йони, които под въздействието на силни завихряния веднага проникват в течността, т.е., поради локално разтваряне на металната повърхност ...

Тази хипотеза е естеството на увреждане кавитация не е изчерпателен и не позволява определяне на критерии за кавитация на материалите.

В момента нито една теория не разкрива пълната картина на комплекса явлението кавитация износващи се части.

В момента има три основни методи за тестване на материали за устойчивост на кавитация ерозия - хидродинамичен (природен) кавитация, хидро (шок) ефект върху пробата и ултразвукови (вибрации) кавитация.

Първият метод позволява да се симулира кавитация ерозия близо до реалния (появяващи се хидравлична част от потока [2]), обаче, изисква непропорционално разход на време и енергия, тъй като в този случай фрактурата време контролирана може да бъде стотици или дори хиляди часа непрекъсната работа на стойката.

Вторият метод включва унищожаване изпълнение струя инсталации и въртяща се с висока скорост проба [8]. В този случай, времето, необходимо за ерозия време се намалява с около 2 поръчки в сравнение с първия метод. Въпреки това, не се постига дори унищожаване на пробата, физиката на процеса е далеч от реалния кавитация.

Третият метод, използван в тази работа - метод вибрационни (ултразвуков) кавитация, при което пробата в течността съобщава на високочестотни трептения на по вертикалната ос. Това повдига ултразвукова кавитация, което води до кавитация ерозия на челната повърхност на пробата.

съотношение време на кавитация ерозия на пробата (изразени скорост отстраняване на материал от повърхността на пробата) и хидродинамичен или шок може да бъде открита само експериментално, обаче, в [4, 5], че е линейно

В тази книга, ултразвукова технологична схема за кавитация ерозия е бил приложен - най-удобния за извършване на експерименти по отношение на разходи и време на изпитване на образци на оборудване.

В резултат на експерименти, той е бил разследван за развитието на кавитация ерозия по примера на стомана ST3. развитие ерозия се оценява чрез динамиката на пепел материал и дълбочината на образуваните кухини.

Първоначално пробата имаше маса 26.18572 в. С грапавост по каналите 0.5 MD. Фигура 1 показва първоначалното състояние повърхност.

След третия експеримента, когато скоростта на материал аблация оксид филм е разрушен рязко се увеличава заедно с промяната на грапавост, което е 5 MD и 125 MD вид на кухини.

До края на серия от експерименти достига 15 MD грапавост и дълбочина на отделните кухините достигнаха 300 MD.

Фиг. 4 показва промяната на скоростта в теглото на пробата след всеки експеримент.

Серия от експерименти демонстрира приложимостта на тази техника за оценка на сравнителната устойчивост кавитация материал. Въпреки това, за да се получи по-пълна картина изисква поредица от тестове на различните материали и тяхното сравнение cavitator износване кавитация в реалния износване.

Основни понятия (генерирани автоматично). кавитация износване, кавитация, естеството на кавитация, кавитация ерозия, кумулативни джетове, кавитация мехурчета, износването кавитация на части, естеството на кавитация износване, сложни явления на кавитация, затваряне кавитация мехурчета експозиция кумулативни джетове, кавитация щети, повърхностни детайли, кавитация износване, интензивността на Cavitational износване, кавитация износване теория, хидродинамични условия на натоварване, явлението кавитация износване, хипотези avitatsionnogo износване, теория щети кавитация.