1
УДК 532.5
Исследование структуры течений с ограниченной
искусственной газовой каверной на научно-учебном
гидродинамическом стенде
© П.М. Шкапов, И.Г. Благовещенский,
Е.Б. Гартиг, С.А. Дорошенко
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, 105005, Россия
Течения с развитой газовой каверной в потоке жидкого компонента во многих
случаях являются нестационарными и характеризуются сложным волнообразова-
нием на границе раздела фаз. При колебаниях изменяются размеры кавитационно-
го образования, а также давление в каверне и окружающем потоке. Все это со-
провождается порционным уносом газовой компоненты из каверны, механизм ко-
торого может различаться в зависимости от расходных параметров течения
фаз и других факторов. Наиболее интенсивные пульсации возникают в гидролинии
в случае замыкания искусственной каверны на расположенном ниже по потоку
местном гидросопротивлении типа дроссельной шайбы. Такая ограниченная газо-
вая каверна представляет собой самовозбуждающийся источник возмущений в
связанной колебательной системе каверна — трубопровод. Для выяснения особен-
ностей данного процесса, был разработан научно-учебный гидродинамический
стенд. Представлены кинограммы развития волн на поверхности каверны при ко-
лебаниях в системе в случаях горизонтального и вертикального расположения ра-
бочего участка.
Ключевые слова:
гидродинамика, искусственная кавитация, присоединенная ка-
верна, релаксационные колебания, гидродинамический стенд.
Введение.
Создание и внедрение новых инновационных разрабо-
ток с использованием вибраций оборудования и пульсаций потока
является важным направлением развития многих технологических
процессов в пищевой, химической, энергетической, нефтегазовой и
других отраслях промышленности, а также в коммунальном хозяй-
стве. Колебательные режимы течения рабочих сред используют в
процессах смешения, растворения, фильтрации, экстракции, мойки
сырья, промывки внутренних и внешних поверхностей оборудования,
для гидродинамической очистки проточных и непроточных агрегатов
гидравлических систем, трубопроводов, интенсификации теплообме-
на и в других случаях [1]. Их также широко применяют при создании
средств и технологий ускоренных эквивалентных динамических и
ресурсных испытаний агрегатов, гидравлических и топливных систем
летательных аппаратов [2].
При этом для получения пульсирующих потоков используют раз-
ные способы и устройства, обеспечивающие создание потока среды с
