П.М. Шкапов, И.Г. Благовещенский, Е.Б. Гартиг, С.А. Дорошенко
4
По результатам этих исследований была разработана математи-
ческая модель рассматриваемого течения, исследована устойчивость
и получены выражения для амплитуд и частот автоколебаний в гид-
росистеме с ограниченной искусственной каверной [4]. Ключевым
элементом в рассматриваемой системе, согласно предложенной мо-
дели, является время запаздывания τ, характеризующее изменение
расхода жидкости на входе в замыкающее искусственную газовую
каверну гидросопротивление по отношению к расходу в ее начале.
Это время определяется движением волны сносового типа по по-
верхности каверны. Было также показано, что развитые автоколеба-
ния в рассматриваемой системе при определенных условиях могут
переходить в режим релаксационных (помпажных) колебаний, харак-
теризующихся существенно негармоническим характером развития и
размахом колебаний давления и расхода жидкости в гидролинии,
сравнимых с гидроударом.
Для выявления новых особенностей рассматриваемого кавитаци-
онного течения с ограниченной искусственной газовой каверной на
кафедре теоретической механики МГТУ им. Н.Э. Баумана был разра-
ботан научно-учебный гидродинамический стенд [10]. По сравнению
с принципиальной схемой гидравлического стенда, описанного в
работах [3, 5], его отличительными особенностями являются: мень-
шие габариты (эквивалентная площадь проходного сечения рабочего
участка 153,86 мм
2
); бóльшая мобильность из-за отсутствия привязки
к стационарным системам подачи жидкости и газа; возможность
плавно изменять расстояние от места вдува газа до замыкающего
гидросопротивления на рабочем участке в пределах от 0 до 250 мм;
возможность применения универсальных систем регистрации и об-
работки показаний датчиков давления на новой элементной базе;
применение цифровых фото- и видеокамер; простота смены рабочих
участков гидростенда с возможностью регулирования их положения
в пространстве. Прозрачный цилиндрический рабочий участок такого
гидравлического стенда с проходным сечением диаметром 14 мм и
его элементы показаны на рис. 2.
Прозрачный плоский рабочий участок с проходным сечением
5
×
30,8 мм
2
с организацией одностороннего вдува газа со стенки за
кавитатор
представлен на рис. 3.
При последовательном развитии присоединенной искусственной
каверны с увеличением расхода подаваемого за кавитатор газа вплоть
до ее замыкания на выходном гидросопротивлении (рис. 4) происхо-
дит характерный вынос пузырьков газа, обусловленный вихреобразо-
ванием в хвостовой части каверны. В рассматриваемых случаях, как
отмечалось выше, заметных пульсаций в системе не фиксировалось.
