Исследование структуры течений с ограниченной искусственной газовой каверной…
3
стему и в предельном случае переходят в релаксационный режим в виде
последовательных гидроударов с периодическим изменением средней
осевой скорости потока жидкости в подводящем трубопроводе вплоть
до изменения ее направления [3–6]. Принципиальная схема такого тече-
ния с ограниченной искусственной газовой каверной приведена на
рис. 1.
Рис. 1.
Схема течения с ограниченной искусственной газовой каверной:
подводящий трубопровод с потоком жидкости длиной
L
(
1
); магистраль
подачи газа с установленной на ней критической шайбой (
2
); кавитатор (
3
);
ограниченная искусственная газовая каверна на участке длиной
L
к
(
4
);
дроссельная шайба на выходе рабочего участка (
5
); выходной участок
трубопровода (
6
)
Первоначальные экспериментальные исследования рассматривае-
мого кавитационного течения с ограниченной искусственной газовой
каверной проводились на гидродинамическом стенде, схема которого
приведена в работе [3]. Стенд включал в себя: вытеснительную систе-
му подачи жидкости на вход рабочего участка; систему подачи газа за
кавитатор через критическую шайбу; свободный слив потока через
дроссельную шайбу на выходе рабочего участка или сливной трубо-
провод в бак большого объема «под уровень»; системы регистрации
давления и расхода жидкости и газа; системы фотофиксации и ско-
ростной киносъемки (50 и 1000 кадр/с), синхронизированной с записью
показаний датчиков давления. Длина трубопровода подачи жидкости
от расходного бака составляла 20 м. На расстоянии 5 м до кавитатора
был установлен регулируемый по уровню заполнения газожидкостный
аккумулятор, обеспечивающий изменение акустической податливости
гидролинии, и в том числе формирование полной акустической развяз-
ки в виде «акустически открытого» сечения трубопровода. Прозрачный
рабочий участок стенда имел два варианта исполнения: осесимметрич-
ный с проходным диаметром 20 мм и симметричный плоский с эквива-
лентным проходным сечением 10 × 31,4 мм
2
. Расстояние от кавитатора
до замыкающего рабочий участок гидросопротивления составляло 200
и 400 мм. Рабочий участок располагался вертикально, поток проходил
через него сверху вниз. Проведенные исследования позволили выявить
особенности структуры рассматриваемой ограниченной искусственной
газовой каверны при колебаниях в системе и на этой основе ввести ее
схематизацию [3].
