Особливості гідродинаміки у кавітаційному пристрої за умови тангенціального підведення середовища

N. І. Horodyskyi, Т. М. Vitenko

Анотація


Теоретично проаналізовано конструктивні особливості робочої ділянки кавітаційного пристрою гідродинамічного типу із закручуванням потоку на вході. З використанням чисельних методів програмного комплексу SolidWorks та модуля Flow simulation для опису подібних процесів виконували моделювання гідродинаміки потоку. Проведено порівняння результатів візуальних та експериментальних досліджень. Візуальні спостереження засвідчують що, цикл життя парогазових бульбашок і каверн у досліджуваній конструкції умовно можна поділити на декілька періодів, зокрема утворення парогазових бульбашок, їх зростання, генерування каверн, збільшення їх об’єму, трансформація та руйнування. Вивчали вплив вхідних і вихідних гідродинамічних та технологічних параметрів течії й особливостей конструкції на характер кавітаційної ділянки та вид кавітації. За результатами теоретичних та експериментальних досліджень запропоновано раціональний режим роботи кавітаційного пристрою. Розраховано частоту коливань (пульсації) каверни, залежно від числа Рейнольдса та Струхаля. Для залежності виду Sh =f (Re, P2/P1) розраховано коефіцієнти для рівняння регресії, та отримано адекватні експерементальні результати з похибкою менше 10%.

Ключові слова


кавітація; гідродинаміка; бульбашки; схлопування; тиск рідини; SolidWorks

Повний текст:

PDF

Посилання


Dolinsky, A. A. and Ivanitsky, G.K. (2003), “The principle of discrete-pulse energy input–new approach to the development of efficient power-saving technologies”, Ann. Review of Heat Transfer.–N.Y. Wallingford (UK): Begell House Inc, pp. 225-233.

Dolinsky, A. A. and Ivanitsky, G.K. (1996), “Theoretical justification of the principle of discrete-pulse energy input. II. The study of the behavior of the ensemble of vapor bubbles”, Industrial Heat Engineering, vol. 18, no. 1, pp. 3-20.

Luhovskoi, A.F. and Chukhraev, N. V. (2007), Ul'trazvukovaya kavitatsiya v sovremennykh tekhnologiyakh [Ultrasonic cavitation in modern technologies], Vydavnycho-polihrafichnyi tsentr «Kyivskyi universytet», Kiev,Ukraine.

Chen, L.D. and Faeth, G.M. (1982), ”Condensation of Submerged Vapor Jets in Subcooled Liquid”, Ibid, vol. 10, no. 4, pp. 179-187.

Vitenko, T. M. and Humnytskyi, Ya. M. (2009), “Effect of steam-gas phase on kinetics of dissolution under cavitation conditions”, East European magazine of advanced technology, no. 3/6(39), pp. 4-8.

Cerone, P.and Blake, J.R. (1984), “Anote on the instantaneous streamlines, pathlines and pressure contours for a cavitetion bubble near a boundary”, J. Austral. Math. Soc.Ser., pp. 31-44.

Tomita, Y. and Shima, A. (1986), “Machanism of impulsive pressure generation and damage pit formation by bubble collaps”, J. Fluid Mach., pp. 535-564.

Akhmetov, Yu. M., Kalymullyn, R. R. and Tselyshchev V. A. (2010), “Numerical and physical modeling of fluid flow in a vortex heat generator”, vol. 14, no. 4(39), pp. 42-49.

Baturyn, O. V., Baturyn, N. V. and Matveev, V. N. (2009), Raschet techenii zhidkostei i gazov s pomoshch'yu universal'nogo programmnogo kompleksa Fluent [Calculation of flows of liquids and gases with the help of the universal software package Fluent], Samara Publishing House. state. aerospace. un-ta, Samara, Russia.

Pilipenko, V.V. (1989), Kavitatsionnye avtokolebaniya [Cavitation self-oscillations], Naukova dumka, Kiev,Ukraine.

Pilipenko, V.V., Man’ko, I.K. and Zadontsev, V.A. (1998), “Cavitation self-oscillations intensify technological processes”, Proceedings of a Fluid Dynamics Panel Workshop, no. 827, pp. 32-1÷32-4.

Pilipenko, V.V., Man’ko, I.K., Zadontsev, V.A. and Dovhotko, N.I. (1976), O vysokochastotnykh kolebaniyakh v gidravlicheskoi sisteme za kavitiruyushchei trubkoi Venturi [About high-frequency oscillations in the hydraulic system behind the cavitating Venturi tube], 2nd edn., Naukova dumka, Kiev, Ukraine.

Pilipenko, V.V., Man’ko, I.K., Zadontsev, V.A., Zhulai, Yu.A. and Dzoz, N.A. (1986), Generator kolebanii davleniya zhidkosti [Fluid pressure oscillation generator], SSSR, Pat. № 3772504/24-28.

Man’ko, I.K (1976), Vizual'nye issledovaniya kavitatsionnykh avtokolebanii v gidravlicheskoi sisteme s prozrachnoi trubkoi Venturi [Visual studies of cavitation self-oscillations in a hydraulic system with a transparent Venturi tube], 2nd edn., Naukova dumka, Kiev, Ukraine.


Пристатейна бібліографія ГОСТ


  1. Dolinsky A. A., Ivanitsky G.K. The principle of discrete-pulse energy input–new approach to the development of efficient power-saving technologies // Ann. Review of Heat Transfer.–N.Y. Wallingford (UK) : Begell House Inc, 2003.– P.225-233.
  2. Долинский А.А., Иваницкий Г.К. Теоретическое обоснование принципа дискретно-импульсного ввода энергии.ІІ. Исследование поведения ансамбля паровых пузырьков // Пром. Теплотехника.– 1996. – 18, №1. – С.3-20.
  3. Луговской А.Ф., Чухраев Н.В. Ультразвуковая кавитация в современных технологиях.-К. Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2007. ‑ 244с.
  4. Chen L.–D., Faeth G.M. Condensation of Submerged Vapor Jets in Subcooled Liquid // Ibid.–1982.– 10, № 4.–P.179-187.
  5. Вітенько Т.М. Вплив парогазової фази на кінетику розчинення в умовах кавітації /Т.М. Вітенько, Я.М. Гумницький. // Восточно-европейский журнал передовых технологий. 3/6 (39), – Харків, – 2009. – С. 4-8.
  6. Cerone P., Blake J.R. Anote on the instantaneous streamlines, pathlines and pressure contours  for a cavitetion bubble near a boundary // J. Austral. Math. Soc.Ser. B.–1984. – P. 31-44.
  7. Tomita Y., Shima A. Machanism of impulsive pressure generation and damage pit formation by bubble collaps // J. Fluid Mach. – 1986. – P.535-564.
  8. Ахметов Ю.М., Калимуллин Р.Р., Целищев В.А., Численное и физическое моделирование течения жидкости в вихревом теплогенераторе. – 2010. ‑ том 14, №4(39). ‑ С. 42-49.
  9. Батурин О.В., Батурин Н.В., Матвеев В.Н. Расчет течений жидкостей и газов с помощью универсального программного комплекса Fluent / Самара: Изд-во Самар. гос. аэрокосм. ун-та, 2009. - 151с.
  10. Пилипенко В.В. Кавитационные автоколебания / В.В. Пилипенко. - Киев: Наукова думка, 1989. - 316 с.
  11. Pilipenko V.V. Cavitation self-oscillations intensify technological processes / V.V. Pilipenko, I.K. Man’ko, V.A. Zadontsev // Proceedings of a Fluid Dynamics Panel Workshop. - Kiev, Ukraine. Report 827, 1998. - P. 32-1÷32-4.
  12. Пилипенко В.В. О высокочастотных колебаниях в гидравлической системе за кавитирующей трубкой Вентури / В.В. Пилипенко, В.А. Задонцев, И.К. Манько, Н.И. Довготько // Кавитационные авто- колебания в насосных системах. Часть 2. - Киев: Наукова думка, 1976. - С. 104-113.
  13. А.с. 1232299 СССР, МКИ В06В 1/18. Генератор колебаний давления жидкости / В.В. Пилипенко, В.А. Задонцев, И.К. Манько, Ю.А. Жулай, Н.А. Дзоз (СССР). - № 3772504/24-28; заявл. 19.07.84; опубл. 23.05.86, Бюл. № 19.
  14. Манько И.К. Визуальные исследования кавитационных автоколебаний в гидравлической системе с прозрачной трубкой Вентури / И.К. Манько // Кавитационные автоколебания в насосных системах. Часть. 2. - Киев: Наукова думка, 1976. - С. 113-118.




DOI: https://doi.org/10.20535/2521-1943.2018.82.128285

Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


________________

National Technical University of Ukraine "Igor Sikorsky Kyiv Polytechnic Institute" 

Address: 37, Prospect Peremohy, 03056, Kyiv-56, Ukraine

tel: +380 (44) 204-95-37

http://journal.mmi.kpi.ua/