Kavitáció propellerek - studopediya

5.5.1 jellege kavitáció. Kavitáció jelensége a törés a folytonosság a folyadék áramlását csepp mellett csökkent a helyi nyomás egy bizonyos kritikus értéket PCR. Field diszkontinuitás (kavitáció cavern) egy térfogat folyadékkal töltött gőz és gázok oldott meg. A nyomás az üregben közel van a telített gőz nyomása pd ezen a hőmérsékleten. Ezért propeller kavitáció szokás tekinteni, mint jelenség a forró víz által keltett áramlás a csavart, miközben csökkenti a helyi nyomás a telített gőz nyomása, feltételezve PCR pd.

Nature kavitáció látható a penge tagja, az aerodinamikai támadási szög folyadékáramlás, amelynek a végtelenben a ponton A fordulatszám # 965; 0, és a nyomás p0 (5.10 ábra.). Megkülönböztetni a vonalnak a jelenlegi pont és a B pont a felületen a pengetag. A sebesség és a nyomás a B pontban jelöljük # 965; 1 és p1. Ezután a Bernoulli-egyenlet az aktuális sor van írva, mint:

A képlet mutatja, hogy azokon a helyeken a felületi elem, azzal jellemezve, # 965; 1> # 965; 0 nyomásesés # 948; p <0; в местах, где υ1 <υ0 давление повышается δр> 0. Ennek eredményeként, a forgó csavar nyomás oldalán a forgólapátos létrehoz egy nagyobb nyomású zónát a szívóoldalon - az alacsony nyomású zónába.

A jellemző eloszlását nyomás a szívó és nyomó felületek a penge futó légcsavar ábrán látható. 5.10. Mint látható az ábrán, a nyomás diagram terület és, következésképpen, az értéke a stop, által kifejlesztett a propeller 70-80% által meghatározott alacsony nyomás a szívó felületre, és

mindössze 20 30% - a növekedés nyomást a nyomás a penge felületén.

5.10 ábra - reakcióvázlat áramlási szárny elem

Egy adott frekvencián a forgó propeller lapát áramlási sebesség eléri a 3-as 5-ször nagyobb, mint a transzlációs a hajó sebessége. A nyomás a szívó felületen csökken a telített gőz nyomása. Ennek eredményeként, a hideg víz forrásban lévő ezektől az oldott gázok. Gőzök és gázok kiszorítja a vizet a felszínén a penge és a kialakított szívóoldallal kavitáció üreg.

5.5.2 szakaszai kavitációs és kavitációs hatást gyakorol a munka a propeller. Attól függően, hogy a csökkentés mértékét és davleniyav szabad örvények a lapát felületén, valamint a természet a befolyása kavitáció megkülönböztetni az induló művelet a csavar (gáz) kavitáció, az első és második szakaszában kavitáció.

Gázörvényképző kavitáció mentes futás le a széleit a lapátok és a központi tengely nincs érzékelhető hatása a hidrodinamikus jellemzői a csavar, de a csavar okozza a zajt.

Az első szakaszban a kavitáció üreg úgy rögzíti, csak egy része a penge szívó felülete, ahol a legmagasabb részecskesebesség. Ebben a szakaszban, a hidrodinamikus jellemzői a hajócsavar szignifikánsan változhatnak azok értékek bezkavitatsionnom áramlását. Ennek oka az, hogy a terület a nyomás alatt diagramok bezkavitatsionnoy a csavart, és az első szakaszban a kavitáció lényegében egyenlő. Azonban az első szakaszban a kavitáció nem kívánatos, mivel az oka a mechanikai hiba a penge anyaga - az erózió. vízgőz mozog az üregből a területen a magasabb nyomású kondenzálunk. kondenzációs gőz és záró (megsemmisítés) a kavitációs buborékok zajlik nagy sebességgel. Abban az időben a gőz lecsapódását buborékok alkotó vízzel azonnal betölti a okozva hidrodinamikai penge ütések és helyi nyomás eléri magas értékeket. Ennek eredményeként, a föld áramkör üreg, a penge felülete összeesik.

A második lépésben a kavitációs üreg felölel minden a szívó oldalon a penge, és zárva van az áramlási mögött a propeller. Ebben a szakaszban a kavitációs erózió nem fordul elő, mivel a gőz lecsapódik kívül a pengét. Azonban a minősége a hidrodinamikus csavar képest bezkavitatsionnym körüli áramlás jelentősen romlott. Növelése a csavar sebesség nem vezet csökken a nyomás a szívó felület a penge, ahol p pd. okozva ütköző csavart nem növekszik lényegesen. Továbbá körül folyik a profil a kisebb hidrodinamikai minőség (mivel az üreg). Ez növekedését okozza nyomaték hat a csavar, és csökkenti a hatékonyságot a propeller. Bemutatása a romlás a hidrodinamikai tulajdonságok a csavar lehet kialakítani az íves csavar hatására felelős bezkavitatsionnomu kavitációs áramlás körül és különböző fejlettségi (ábra. 5.11). A szilárd vonalat rajzoltuk szerinti együtthatóinak a stop. pillanatban. és a hatékonyság # 951; p csavarja a relatív futófelület # 955, p bezkavitatsionnnom áramlás az első szakaszban és a kavitáció. A szaggatott vonalak az azonos függően előfordulása második fokozatú kavitáció. Nyilvánvaló, hogy a romlás a hidrodinamikai jellemzők megfigyelhető csökkenő # 955, p (például n növekvő csavar sebesség # 965; p = const), ami által okozott növekedése állásszög a lapátok. Value. és # 951; r a második szakaszban a kavitáció függ nemcsak a # 955, p. hanem a paraméter # 967;, az úgynevezett kavitációs szám. Az utóbbi jellemzi a határhígításos a pengét, (a frakciók sebesség fej), amelyet el lehet érni a vízben meghatározott feltételek mellett:

ahol pa - a légköri nyomás; hc - mélysége a csavar (5.10 ábra.).

Ábra 5.11 - görbék fellépés üregképzôdéssel propeller

A kavitációs szám határozza csak külső faktorok által (légköri nyomás, a merülési mélysége a csavar, a sűrűség és a víz hőmérséklete, amely meghatározza a telített gőz nyomás), a haladási sebesség # 965; p független a geometriai elemek a hajócsavar.

Kritikus kavitációs szám # 967; kr megfelel a lehető legnagyobb negatív nyomást gyakorol a lapátok a nem kavitációs vízjárás. Kezdés kavitációs propeller által meghatározott feltétel # 967; = # 967; kr. a # 967;> # 967; cr kavitáció hiányzik, # 967; <χкр винт кавитирует, причем тем больше, чем меньше число χ по сравнению χкр (рис. 5.11).

Nem számít, milyen stádiumban nem szivárog kavitációs, mindig vezet kívánatos következményei: felerősíti a zajt dolgozó csavar, eróziót okoz a lapátok csökkenti a hidrodinamikai jellemzőit propeller növeli az egyenetlen terhelés a penge, ami az egyik oka a kardántengely rezgés és következésképpen a hajótest . Ezért a tervezés során a csavarokat arra törekszenek, hogy biztosítsák azok bezkavitatsionnuyu munkát. Ebből a célból, profilokat használnak egyenletesebb eloszlását nyomás által a penge, arányának növelése a lemez, csökken a relatív penge vastagsága megnövekedett nyomást a szívó oldalon a lapát miatt a merítés tengelye a csavar, stb

Jelenleg nincs propeller kavitáció mentes minden sebességnél. Bizonyos esetekben a bíróságok csavarok között működnek jellemző első szakaszában kavitációs vagy közeledik felé.

Annak érdekében, hogy ne alakuljon ki olyan környezet kedvez a kavitációs csavarokat kell kísérni azok állapotát. Nem szabad megengedni, hogy vitorlázni hajók hajlított lapátok és csavarok fogazott kések élei, a rossz állapotban a test, áramvonalas zárójelbe tengelyek, stabilizátor, elé tolóerő.

Nagy sebességű hajók (csónakok gyalulás, hordszárnyak és hasonlók) sok esetben nem lehetséges, hogy elkerülje a kavitáció a légcsavar és úgy tervezték, hogy megfeleljen a kavitációs - üregben és supercavitation csavart (SLE). Kevesebb supercavitation megérteni fejlett második szakasza kavitáció, amikor az áramlás körül a rotorlapátok történik a bontás Jets és üregek túlnyúlnak a pengék. Azon a tényen alapul, hogy a fő rész supercavitation felfekvési hozza létre a nyomást a nyomást a kés felületével szívó felülete és a forma nem kritikus, SLE ék alakú profil keresztmetszetében a penge és egy íves nyomófelület (ábra. 5.12). Egy ilyen alakú eszköz a penge, egyrészt, megkönnyíti a kialakulását az optimális méreteit az üreg, a másik - a legkisebb ellenállás forgó propeller. Ilyen körülmények között supercavitation csavarok magasabb hidrodinamikus adottságok képest nekavitiruyuschimi propellerek.

Tervezési jellemzője az SCR is benne éles széle a penge és elmozdulását a legnagyobb profil vastagsága a kimenő szélét. Az ék alakú profilja ebben a formában lehetővé

csökkentsék a vastagsága kialakított üregek mezhdulopastnom térben, csökkentik azok interferenciát, és ezáltal javítja a hidrodinamikai tulajdonságait a csavart. SLE van egy viszonylag kis lemez aránya # 920; = 0,40 0,55, keskeny pengével, száma z = február 3-ami csökkenti annak lehetőségét, kölcsönös interferencia üregek az egyes pengék.