Гидротехнические сооружения. Том II

пузырьков. Это состояние Мартирер наблюдал при А = — 2,8. Пройдя короткое расстояние, пузырьки исче зают (рис. 2736). При дальнейшем понижении давления у поверхности цилиндра образуется узкая полоса пены, которая при возрастании ваку ума распространяется вокруг цилиндра все шире и шире. При 2 , 4 ^ X ^ 2 , 2 области кавитации, образую щейся у поверхности цилиндра, сзади соединяются. Поток отстает от цилиндра и образует за ним пространство, наполненное водяным паром и пузырьками (рис. 273в).

дают фигуры все большей кривизны, т. е. все худшие в гидродинамическом отношении (сече ния II—II и III—III), пока, наконец, близ опор сечение не становится почти круглым (IV—IV). На основании предыдущих соображений, наиболь шее повышение скорости и понижение давления будут иметь место на боковых сторонах сильно закрепленного сечения IV— IV, за которым должно происходить возникновение вихрей. В этих местах начнется кавитация, которая при дальнейшем пони жении обшего давления распространится также и на среднюю часть дросселя (с меньшей кривиз ной) и лишь при очень сильном падении давления

6

д

г 4 ~

О

1 1 H B * » — - Ö I

ч t

. + 1 . і 3 J

i po-p. 1 ж

п ро-р ѵ • zg po vi

T T к p r h

Л

w

I 2.q

s

11

Рис. 273. Схема характерных состояний кавитации за обтекаемым цилиндром'. 1 - кривые давлении внутренней водяной струйки, т . е. кривые Р . (общее заглавие для пяти нижних рисунков)-, 2— кривая энергии; 3— атмосферное давление; 4—5— абсолютный пуль давления; 6— кривая давлений Р . ; 7 — граница кавитации; 8—давление пара р^; Р—практическая кривая Р . ; 10— теоретическая кривая Р . ; 11 - в мертвом простран стве за цилиндром образуются только вихри; вода потока вполне прозрачна; 12—начало канитацин проявляется в том, что в отходящих вихрях выделяются пузырьки пара и вовдуха , которые однако скоро исчезают в воде; 13— области кавитации исходящие от образующих цилиндра, соединяются между собой; иода отделяется от стенок цилиндра, образующаяся пустота заполняется водяным паром и пузырьками воздуха : 14— пространство, заполненное паром, расширилось; 75- пространство за цилиндром совершению освободилось от пузырьков и стало прозрачным; оно оканчивается лишь в большом расстоянии от цилиндра (так называемое образование свободных струй)

достигает состояния, сопровождающегося образо ванием свободных струй справа и слева от обте каемого тела (рис. 273д). Обратившись вновь к различным состояниям кавитации у цилиндра, основной форме которого отвечают сечения III и IV дросселя, можем уви деть, что кавитация в виде образования пузырь ков (рис. 2736—г) гораздо вреднее для дросселя, чем состояние рис. 273д, так как ударные явле ния имеют место в области тела дросселя и пред ставляют опасность кавитации и коррозии как для него, так и для уплотняющих колец. Для уяснения этого явления обратимся к рис. 275, изображающему фотоснимок омыта с двумя расположенными одна за другой и геометрически подобными моделями дросселей. Здесь А = 1,9. Из рис. 275 видно, что область кавитации, при мерно, идентичная обозначенной пунктиром вихре вой области рис. 274, распространяется на значи тельную часть верхней и нижней сторон тела дросселя. Снимок подтверждает приведенные выше со ображения, а именно, у частей дросселя с большей кривизной имеют место также большие повыше ния скорости и повышения давления.

По мере дальнейшего падения давления область канитацин расширяется (рис. 273г). При очень малых значениях А граница прозрач ного пространства отходит от цилиндра на боль шое расстояние (рис. 273д). Аналогичные явления кавитации наблюдались также Феттингером и Акеретом в постепенно или резко расширяющихся трубах и на моделях водо спусков. Если теперь обратиться к условиям дви жения воды в водоспуске трубы, снабженной дросселем, даже при полном открытии последнего можно видеть, что здесь налицо все условия для возникновения сильного вакуума, а именно: а) значительное сужение поперечного сечения с последующим его расширением; б) криволинейные пути течения внутренних струек потока; в) область возникновения вихрен Кармана (см. раздел А тома II). Особенно наглядно это видно из рис. 2/4, из ображающего отдельные сечения корпуса дросселя различными горизонтальными плоскостями. В то время как проходящее через ось трубы сечение 1—1 имеет форму чечевицы еще сравнительно малой кривизны, сечения, лежащие дальше от оси,