О возможности формирования периодических импульсных струй с использованием кавитационных автоколебательных режимов


Просмотр статьи
PDF, 2,2 МБ

POSSIBILITY OF FORMING PERIODIC PULSE JETS USING CAVITATION SELF-OSCILLATIONS MODES

Cavitation self-oscillations are studied, which occurs during liquid flow in a line with two resistances: the first cavitator, which followed by artificial ventilated cavity is formed with an average pressure greater than atmospheric pressure, through the second resistance (nozzle) liquid and gas flow into the atmosphere. Experiments were carried out on a flat jet plant. Through the transparent side walls of the current was videotaped. The possibility of using self-oscillations mode to create periodic pulse jets at the output is being studied. The studies have shown that different frequency modes of self-cycling can be implemented, with the mode of the first or second frequency modes being the most suitable for generating pulse jets. It is shown that at sufficiently high average pressure in the cavity the mode of intermittent liquid outflow from the nozzle is realized. The maximum pressure in the area of collision with the obstacle significantly exceeds both the average pressure of the head and the maximum pressure in the cavity.

jet flow, cavity, negative cavitation number, cavitation self-oscillations, pulsation technologies

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.20.3.813

Иван Иванович Козлов, Сергей Алексеевич Очеретяный, Владислав Викторович Прокофьев

Том 20, выпуск 3, 2019 год



Изучаются кавитационные автоколебания, возникающие при течении жидкости в магистрали с двумя сопро-тивлениями: первое кавитатор, за которым образована искусственная вентилируемая каверна со средним давлением большим атмосферного, через второе сопротивление (сопло) происходит истечение жидкости и газа в атмосферу. Эксперименты проводились на плоской струйной установке, через прозрачные боковые стенки которой проводилась видеосъемка течения. Изучается вопрос о возможности использования режима автоколебаний для создания на выходе периодических импульсных струй. Исследования показали, что могут реализовываться различные частотные моды автоколебаний, причем наиболее подходящим для создания импульсных струй представляется режим первой или второй частотных мод. Показано, что при достаточно высоком среднем давлении в каверне реализуется режим прерывистого истечения жидкости из сопла. Максимальное давление в области соударения с препятствием значительно превосходит как среднее давление напора, так и максимальное давление в каверне.

струйное течение, каверна, отрицательное число кавитации, , кавитационные автоколебания, пульсационные технологии

DOI: http://doi.org/10.33257/PhChGD.20.3.813

Иван Иванович Козлов, Сергей Алексеевич Очеретяный, Владислав Викторович Прокофьев

Том 20, выпуск 3, 2019 год



1. Фролов В.С. Исследование гидравлических способов разрушения горных пород ста-\ционарных и перемещающихся струй // Научные сообщения. - М.: ИГД им. А.А. Скочинского, 1975. - №134.
2. Сигаев Е.А. Исследование гидроотбойки пульсирующими гидромониторными струя-ми //Известия ВУЗов. Горный журнал, 1964. – Вып. 2.
3. Зима П.Ф. и др. Создание агрегата для выемки ниш высоконапорными импульсными струями – актуальная и перспективная задача (Рукопись деп. В Укр. НИИНТИ 18.08.86 № 1945 – Ук 86).
4. Носенко В.М. Предварительные испытания модели гидромонитора с подвижной насадкой // Труды института горного дела АН Казахской ССР. – 1963. – Т. 43.
5. Савченко Н.В., Яхно О.М. Гидродинамические способы создания пульсирующих струй для гидроразрушения твердых материалов. НТУУ «КПИ», 2017.
6. Козлов И.И., Прокофьев В.В. Закономерности развития волн на поверхности каверны с отрицательным числом кавитации // Доклады РАН. 2006. том 409. № 1. С. 43-47.
7. Козлов И.И., Очеретяный С.А., Прокофьев В.В. Влияние свойств подводящего трубопровода на характер кавитационных автоколебаний при наличии в системе вентилируемой каверны с отрицательным числом кавитации // Изв. РАН МЖГ. 2013. №2. С. 32-43.
8. Шкапов П.М., БлаговещенскийИ.Г., Гартиг Е.Б. О гистерезисном характере развития автоколебанийв гидролинии с ограниченной искусственной газовой каверной на выходе. Наука и образование: научное издание МГТУ им. Н.Э. Баумана. 2013. № 10.
9. Войцеховский Б.В., Лаврентьев М.А., Антонов Э.А. Вопросы теории и практики им-пульсных водяных струй, СО АНСССР, Ин-т гидродинамики, Н, 1960, 26