В.В. Рождественский - Кавитация (1163223), страница 33
Текст из файла (страница 33)
Дальнейшие увеличения подачи воздуха в каверну приводят опять при некотором пороговом значении Со, к внезапному изменению длины каверны, сопровождаемому уменьшением числа каРис. Н!.18. Различные формы витации, а на поверхности кавернулвеируииднл кавеРВ: о ста- ны образуется три волны. Таким нионарная каверна; б — одна волна; в — две волны; г — три волны; образом, в экспеРименте можно д — четыре волны. получить четыре, пять и более волн. При увеличении количества воздуха до некоторого предела пульсирующие явления пропадают.
Если затем расходы воздуха уменьшать в обратной последовательности, то пороговые Со при переходе от стадии к стадии получают меньшие значения. На рис. Н1.19 видно, что Со, < Со, и С,'~, < Со,. Таким образом, схематизированная диаграмма Со (н) характеризуется некоторой петлей типа петли гнстерезиса, 234 Представляет значительный интерес исследование искусственной каверны при движении вблизи свободной поверхности. Рассматриваются два случая: движение вблизи невозмущенной поверхности, движение при волнении. Как показывают экспериментальные исследования (27), возможны три вида деформации каверны, обусловленной влиянием свободной поверхности и весомости, каждый из которых проявляется в зависимости от чисел Фруда. Прн малых числах Фруда весомость жидкости проявляется весьма сущесгвешю: каверна сильно всплывает„а подаваемый в каверну воздух за насадком прорывается в атмосферу и не поз- я воляет создать замкнутую кавитациопную полость (рис.
Ч1.20, а). При умеренных числах Фруда ~ее каверна формируется достаточно Се, г хорошо: влияние весомости жид- вя, кости проявляется весьма существенно и приводит к образова- Ят нию волнового бугра над кавитационной полостью (рис. Ч1.20, 6). При движении с очень большимн числами Фруда влияние ве. Рис. уцЮ. Схематическая енвксисомости жидкости практически масть расходе воздуха от числа кавктлции для пульсирующих каотсутствует, каверна может ока- верн.
заться несимметричной Относи" т одна нонна; х — дне ананас 3— ТЕЛЬНО ГОРИЗОНтаЛЬНой ПЛОСКОСтн тРИ ВОлны. (рис. ч'1.20, в). Для судостроительной практики наибольший интерес представляет режим движения при умеренных числах Фруда. Поэтому все дальнейшие результаты относятся к этому случаю. Близость свободной поверхности вызывает искажение формы каверны и оказывает влияние на механизм подачи воздуха за насадок. Наблюдаются два режима поступления воздуха в каверну: принудительная подача с избыточным давлением и поступление самотеком из атмосферы.
Первый режим наблюдается при большом погружения каверны или при малом погружении и малой относительной скорости Егн = = . Ь~2рН Второй режим наблюдается при больших числах Ргн. Количество подаваемого воздуха определяется площадью сечения, через которое воздух поступает в каверну. Практически воздух из атмосферы может поступать: либо по вихревым жгутам за каверной, либо вдоль вертикальных стоек (у катеров на крыльях), находящихся в отрывном режиме обтекания, либо по внутренним трактам системы подачи воздуха.
Для определения числа кавитации в этом случае необходимо принять давление р = р, + +ОН, архар,. ц) тс ~ЙЬ ~Р Пта /7 ООВ Оз Огй ОЗ аз бб О О,Е 0 0,01 002 ООБ ООО 005 $00 007 002 000 ЗС Рис. т'1.22. Зависимость коэффициента сопротинления С„=- Х от числа кавитации при различных относитель- р — З„ 2 ных глубинах погружения диска Й Рис. ЪЧ.20. Виды деформации каверны вблизи невззолнованной свободной поверхности: а — при малых числах Фруда; б — при умеренных числах Фруда; а — при больших числах Фруда. Рнс.
У1.21. Зависимость числа кавитации ог расхода воздуха и относительной глубины погружения. Тогда (Ъ'1.3.1) 2 Г г ~ ~ 1 Такое значение число кавитации принимает прн неограниченном поступлении в каверну воздуха из атмосферы. Зависимость (Ъ'1.3.1) не учитывает особенности подачи воздуха из атмосферы по внутреннему тракту, один из концов которого находится за насадком в зоне разряжении, а другой сообщается с атмосферой.
В этом случае скорость воздуха, поступающего в каверну, зависит от перепада давления между этими концами, что, в свою очередь, зависит от глубины погружения, скорости движения и формы насадка. Начало прорыва воздуха из атмосферы в каверну соответствует резкому увеличению количества подаваемого в каверну воздуха и приводит к существенному снижению числа кавитации.
На рис. Ч1.21 дана экспериментальная зависимость числа х (Се) при разных значениях относительного заглубления Н = Й/д. Зависимость коэффициента сопротивления диска С„ отнесенного к площади миделевого сеченая каверны, от числа кавитацив х для разных относительных погружений Н дана на рис, Ъ'1.22. Как следует из рисунка, коэффициент С, при одном и том же числе кавитации возрастает при уменьшении глубины погружения, что объясняется волновыми эффектами„приводящими к увеличению площади миделевого сечения каверны, а также к появлению дополнительной волновой составляющей сопротивления.
— = — 1п [2]' с]]+ 2сх+Ь) = бх 1 ]'К ]'с [с)0] 1 2сх+ Ь = — агвО 'г' с 3~Л [с)О, а)0] 1 . 2сх+Ь вЂ” — агсв1п ]/:с р' — б <о, 0<о] = — !п (2сх+И, 1 г' с [с)О, О=О] где ]] =-сх" +Ьх+а; Л = 4ас — Ьв. ах 1 2а = — =1п х 1/ ]т р а 1а ) О] 1 =-- = агсв1п 2а+Ьх [а с'О, а ( 0] х ]~ Ьв — 4ас 1 2а+Ьх — агс1и [ос О] Нннге приведено решение некоторых интегралов, используемых в гл. 11, 1П, 1Ч.
Согласно работе [15] УНАЗАТЕЛЬ ЛИТЕРАТУРЫ 1. А д а м И. В. Влияние стока, расположенного за каверной, на ее параметры в случае двумерного обгснания тонкого тела в режиме частичной кавитации.— Труды ЦНИИ им. Крылова, 1970, вью. 258, с. 82. 2.
Ам ром и н Э. Л., И э а нов А. Н. Освоим»!етричное обтекание тел в режиме развитой кавитации.— Известия АН СССР. Механика жцзности и газа, 1975, № 3. 3. А м р о и и н Э.Л. Теория и расчет осесимметричного кавитационного обтекания судовых конструкций, — Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. техн. наук. ЦНИИ им. Крылова, Л., 1975. 4. А мф ил ох не в Л. Б., Б а с ни М. А.
Линейная теория тонкого кавитационного профиля, движущегося нблизи снободной поверхности идеальнбй невесомой жидкости.— Труды ЦНИИ им. Крылова, 1971, вып. 266, с. 29. 5. А й ыл ч и ев А., Сал а матов Д. К струйному обтеканию осесимметричных тел вращения. Материалы первой конференции молодых ученых Академии наук Кирг. ССР. Фрунзе, «Илим», 1973. 6. Б а р а б ан он В. А., Ива н он А. Н. Применение «вихревого» метода для расчета плоских кавитационных течений.— Труды ЦНИИ им. Крылова, 1970, вып. 258. 7. Б н р к г оф Г., С а р а н т о н е л л о Э. Струи, следы н каверны. Пер.
с англ., М., «Мир», 1964. 8. Б о л о т и н А. Ф. Исследование характера деформации каверны в весомой жидиоспг. Доклад на 12-й конференции секции мореходных качеств судов. Крыловские чтения. Л., 1962. 9. Б у т у з о в А. А, Результаты эксперимента по созданию искусственных каверн на моделях судна с плоским днищем.— Труды ЦНИИ им. Крылова.
Гндродинамика судна, 1965, вып. 218, с. 100. 10. Б у тузов А. А. Влияние весомости жидкости на кавитациоиное течение за телом, расположенным на нижней поверхности бесконечной горизонтальной стенки.— Труды ЦНИИ им. Крылова. Гидродинмиика судна, !965, вып. 218, с. 84. 11. Б у т у з о в А. А. Об искусственном кавитацнонном течении за тонким клином, помещенныы на нижнюю поверхность горизонтальной стенки.— М7КГ, 1967, № 2. 12. Б у ту зов А.
А., Па к усика Т. В. Расчет обтекания глнссирующей поверхности с искусственной каверной.— Труды ЦНИИ нм. Крылова, 1970, вып. 258„с. 63. 13. В у д с Л. Дозвуковое плоское течение в кольцевой области или в канале с периодическими по длине граничными условиями.— «Механика», 1956, №2, с. 52.
240 14. Г а х о в Ф. Д. Краевые задачи. М., Фнзматнздат, 1958. !5. Г р а дшт ей н И. С., Рыж н к И. М. Таблицы интегралов сумм, рядов н произведений. Иэд. 4.е. М., Фнзматнэдат, 1963. 16. Г у р е в и ч М. И. Теорня течений со свободными паверхностямн.— В сбл Итоги науки. Гндромеханика. Т. Ч. М., ВНИИТИ, !971. !7. Г у р ев и ч М.
И. Теория струй идеальной жидкости. М., Физмат- издат, 1961. !8. Г у р е в н ч М. И. Кривизна струи в точке схода ее с конечной стенки. Исследование по янтеграднфференцнальным уравнениям. Фрунзе, «Илим», 1967. 19. Гу р е в и ч М. И., Х а с к и нд М. Д. Струйное обтекание контура, совершавшего малые колебания.— ПММ, 1953, т. ХЧН. 20. Г р о м о в Р. С. Экспериментальное исследование пограничного слоя на пластинке за каверной.— Труды ВНИТОСС. Экспериментальная гидромеханика судна, Материалы по обмену опытом, 1968, вып. Н8. 21. Д н а н о в Д. И. Влияние проницаемости тела, обтекаемого с отрывом струй, на его сопротннление и размеры каверны.— Труды ЦНИИ нм. Крылова, 1969, вып. 248, с.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
