Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини

Тиском або пружністю насиченого паражідкості називається усталене в замкнутому просторі в результаті випаровування рідини при даній температурі тиск пари, що знаходиться в рівновазі з рідиною. З підвищенням температури це тиск підвищується.

Подкавітаціейпонімается місцеве виділення з рідини газів і парів (закипання рідини) з подальшим руйнуванням (конденсацією і змиканням) виділилися парогазових бульбашок, що супроводжується місцевими гідравлічними мікроудари високої частоти і великими стрибками тиску.

Кавітація нарушаетнормальний режим роботи об'ємного насоса, в окремих випадках надає руйнівну дію на його елементи.Механізм такої дії спрощено зводиться до наступного. При зниженні тиску в будь-якій точці потоку рідини нижче тиску насичення її парів при даній температурі рідина закипає (відбувається її розрив) і виділилися бульбашки пара захоплюються потоком і переносяться в область більш високого тиску, в якій вони конденсуються. Оскільки процес конденсації парового бульбашки відбувається практично миттєво, частинки рідини переміщаються до його центру з великою швидкістю. В результаті кінетична енергія соударяющихся частинок рідини викликає при завершенні конденсації (в момент змикання бульбашок) місцеві гідравлічні удари, що супроводжуються різкими стрибками тиску (до декількох МПа) і температури в центрах конденсації. В результаті відбувається поверхневе руйнування (ерозія) деталей.

Спостерігаються випадки виходу з ладу аксіально-поршневих насосів в результаті кавітації руйнування за час роботи від 20 хв до 1 години.

Кавітація в насосах настає тоді, коли рідина при ході всмоктування відривається від робочого елемента (витіснювача) насоса (поршня, лопаті, зубів шестерні). Можливість такого відриву залежить від величини тиску рідини на вході в насос і його в'язкості, від частоти обертання ротора, а також від конструктивних особливостей насоса.

Очевидно, для того щоб рідина набула в робочій камері насоса необхідне прискорення, необхідну для запобігання відриву її від всмоктуючого елемента (поршня і ін.), До неї необхідно докласти відповідне тиск. Сила інерції рідини при цьому визначається як

Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини
,

де

Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини
- маса розглянутого обсягу рідини, що рухається;

Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини
- максимальне її прискорення.

Для подолання цієї сили на вході у всмоктувальну камеру насоса має діяти тиск

Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини
,

де

Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини
- перетин потоку.

З появою кавітацііподача насоса знижується, з'являється характерний шум, відбувається емульсірованіе рідини, а також спостерігаються різкі коливання тиску в нагнітальному лінії і ударні навантаження на деталі насоса.

В'язкість застосовуваних рідин і робочі тиску

У гідросистемах машин зазвичай застосовують рідини мінерального походження з діапазоном в'язкості при 50 0 С приблизно 10-175 сСт. Мінеральні масла, застосовувані в якості робочих рідин гідросистем, відрізняються від мінеральних мастильних (машинних) масел тим, що вони містять присадки, що додають їм специфічні властивості, відсутні у мастил.

При виборі величини в'язкості враховують при інших рівних умовах застосовуються робочі тиску. При більш високому тиску зазвичай вибирають більш високу в'язкість. Так, в гідросистемах машин, призначених для роботи в стабільних температурних умовах при тисках менш 10МПа зазвичай застосовують масла в'язкістю 20-40 сСт (при 50 0 С), а при тисках до 20 МПа - в'язкістю 40-60 сСт. У гідросистемах пресів з тиском 50-60 МПа в'язкість рідини досягає значень 110-175 сСт.

В авіаційних гидросистемах поширена рідина АМГ-10, що є сумішшю двох нафтових фракцій високого ступеня очищення. Вона придатна для експлуатації при температурах від -60 до +100 0 С. Кінематична в'язкість її в діапазоні температур

Тиск (пружність) насичених парів і кавітація рідини
50 0 С коливається від 10 до 1250 сСт.

Схожі статті