Кавитации что это: Кавитация. Что это такое, фото до и после, отзывы, противопоказания

21.04.2021 alexxlab 0 Comment

Содержание

Кавитация — Википедия

Кавитационный след гребного винта

Кавита́ция (от лат. cavita — пустота) — процесс образования и последующего схлопывания пузырьков вакуума в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или пустот), которые могут содержать разреженный пар. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну. В своей основе кавитация имеет тот же механизм действия, что и ударная волна в воздухе возникающая в момент преодоления твердым телом звукового барьера.

Явление кавитации носит локальный характер и возникает только там, где есть условия. Перемещаться в среде возникновения не может. Кавитация разрушает поверхность гребных винтов, гидротурбин, акустических излучателей, деталей амортизаторов, гидромуфт и др. Кавитация также приносит пользу — её применяют в промышленности, медицине, военной технике и других смежных областях.

Обзор

Согласно определению Кристофера Бреннена: «Когда жидкость подвергается давлению ниже порогового (напряжению растяжения), тогда целостность её потока нарушается, и образуются парообразные полости. Это явление называется кавитацией. Когда местное давление жидкости в некоторой точке падает ниже величины, соответствующей давлению насыщения при данной окружающей температуре, тогда жидкость переходит в другое состояние, образуя, в основном, фазовые пустоты, которые называются кавитационными пузырями. Возможно и другое образование кавитационных пузырей путём местной подачи энергии. Это может быть достигнуто фокусировкой интенсивного лазерного импульса (оптическая кавитация) или искрой электрического разряда».

Во многих источниках физика этого явления объясняется следующим образом. Физический процесс кавитации близок процессу закипания жидкости. Основное различие между ними заключено в том, что при закипании изменение фазового состояния жидкости происходит при среднем по объёму жидкости давлении равном давлению насыщенного пара, тогда как при кавитации среднее давление жидкости выше давления насыщенного пара, а падение давления носит локальный характер.

Однако более поздние исследования показали, что ведущую роль в образовании пузырьков при кавитации играют газы, выделяющиеся внутрь образовывающихся пузырьков. Эти газы всегда содержатся в жидкости, и при местном снижении давления начинают интенсивно выделяться внутрь указанных пузырьков.

Поскольку под воздействием переменного местного давления жидкости пузырьки могут резко сжиматься и расширяться, то температура газа внутри пузырьков колеблется в широких пределах, и может достигать нескольких сот градусов по Цельсию. Имеются расчётные данные, что температура внутри пузырьков может достигать 1500 °C

[1]. Следует также учитывать, что в растворённых в жидкости газах содержится больше кислорода в процентном отношении, чем в воздухе, и поэтому газы в пузырьках при кавитации химически более агрессивны, чем атмосферный воздух — вызывают в итоге окисление (вступление в реакцию) многих обычно инертных материалов.

Вредные последствия

Повреждения, наносимые эффектом кавитации (часть насоса) Кавитационные повреждения гребного винта

Химическая агрессивность газов в пузырьках, имеющих к тому же высокую температуру, вызывает эрозию материалов, с которыми соприкасается жидкость, в которой развивается кавитация. Эта эрозия и составляет один из факторов вредного воздействия кавитации. Второй фактор обусловлен большими забросами давления, возникающими при схлопывании пузырьков и воздействующими на поверхности указанных материалов.

Кавитационная эрозия металлов вызывает разрушение гребных винтов судов, рабочих органов насосов, гидротурбин и т. п., кавитация также является причиной шума, вибрации и снижения эффективности работы гидроагрегатов.

Схлопывание кавитационных пузырей приводит к тому, что энергия окружающей жидкости сосредотачивается в очень небольших объёмах. Тем самым, образуются места повышенной температуры и возникают ударные волны, которые являются источниками шума и приводят к эрозии металла. Шум, создаваемый кавитацией, является особой проблемой на подводных лодках, так как снижает их скрытность. Эксперименты показали, что вредному, разрушительному воздействию кавитации подвергаются даже химически инертные к кислороду вещества (золото, стекло и др.), хотя и намного более медленному. Это доказывает, что помимо фактора химической агрессивности газов, находящихся в пузырьках, важным является также фактор забросов давления, возникающих при схлопывании пузырьков. Кавитация ведёт к большому износу рабочих органов и может значительно сократить срок службы винта и насоса. В метрологии, при использовании ультразвуковых расходомеров, кавитационные пузыри модулируют волны в широком спектре, в том числе и на частотах излучаемых расходомером, что приводит к искажению его показаний.

Полезное применение

Хотя кавитация нежелательна во многих случаях, есть исключения. Например, сверхкавитационные торпеды, используемые военными, обволакиваются в большие кавитационные пузыри. Существенно уменьшая контакт с водой, эти торпеды могут передвигаться значительно быстрее, чем обыкновенные торпеды. Так сверхкавитационная торпеда «Шквал», в зависимости от плотности водной среды, развивает скорость до 370 км/ч.

Кавитация используется при ультразвуковой очистке поверхностей твёрдых тел. Специальные устройства создают кавитацию, используя звуковые волны в жидкости. Кавитационные пузыри, схлопываясь, порождают ударные волны, которые разрушают частицы загрязнений или отделяют их от поверхности. Таким образом, снижается потребность в опасных и вредных для здоровья чистящих веществах во многих промышленных и коммерческих процессах, где требуется очистка как этап производства.

В промышленности кавитация часто используется для гомогенизации (смешивания) и отсадки взвешенных частиц в коллоидном жидкостном составе, например, смеси красок или молоке. Многие промышленные смесители основаны на этом принципе. Обычно это достигается благодаря конструкции гидротурбин или путём пропускания смеси через кольцевидное отверстие, которое имеет узкий вход и значительно больший по размеру выход: вынужденное уменьшение давления приводит к кавитации, поскольку жидкость стремится в сторону большего объёма. Этот метод может управляться гидравлическими устройствами, которые контролируют размер входного отверстия, что позволяет регулировать процесс работы в различных средах. Внешняя сторона смесительных клапанов, по которой кавитационные пузыри перемещаются в противоположную сторону, чтобы вызвать имплозию (внутренний взрыв), подвергается огромному давлению и часто выполняется из сверхпрочных или жестких материалов, например, из нержавеющей стали, стеллита или даже поликристаллического алмаза (PCD).

Кавитацию используют для обработки топлива. Во время обработки топливо дополнительно очищается (при проведении химического анализа сразу обнаруживается существенное уменьшение количества фактических смол)^[2], и перераспределяется соотношение фракций (в сторону более лёгких). Эти изменения, если топливо сразу поступает к потребителю, повышают его качество и калорийность, как следствие, достигается более полное сгорание и уменьшение массовой доли загрязняющих веществ. Сейчас до сих пор проходят исследования по влиянию кавитации на топливо. Их проводят частные компании и институты, например Российский государственный университет нефти и газа им. И. М. Губкина.

Также были разработаны кавитационные водные устройства очистки, в которых граничные условия кавитации могут уничтожить загрязняющие вещества и органические молекулы. Спектральный анализ света, испускаемого в результате сонохимической реакции, показывает химические и плазменные базовые механизмы энергетической передачи. Свет, испускаемый кавитационными пузырями, называется сонолюминесценцией.

Кавитационные процессы имеют высокую разрушительную силу, которую используют для дробления твёрдых веществ, которые находятся в жидкости. Одним из применений таких процессов является измельчение твёрдых включений в тяжёлые топлива, что используется для обработки котельного топлива с целью увеличения калорийности его горения.

Кавитационные устройства снижают вязкость углеводородного топлива, что позволяет снизить необходимый нагрев и увеличить дисперсность распыления топлива.

Кавитационные устройства используются для создания водно-мазутных и водно-топливных эмульсий и смесей, которые часто используются для повышения эффективности горения или утилизации обводнённых видов топлива.

Применение в биомедицине

Кавитация играет важную роль для уничтожения камней в почках и мочеточнике посредством ударной волны литотрипсии. Литотриптор — прибор, предназначенный для разрушения камней в мочеполовом тракте без открытого хирургического вмешательства.

В настоящее время исследованиями показано, что кавитация также может быть использована для перемещения макромолекул внутрь биологических клеток (сонопорация).

Кавитация, создаваемая прохождением ультразвука в жидкостной среде, используется в работе хирургических инструментов для бескровного иссечения тканей плотных органов (см. CUSA).

Кавитация также применяется в стоматологии при ультразвуковой чистке зубов, разрушая зубной камень и пигментированный налёт («налёт курильщика»), а также косметологии.

Кавитация применяется для лечения ожирения. При помощи специального ультразвукового устройства происходит разрушение жировых клеток в подкожной жировой клетчатке^{[источник не указан 17 дней]}.

Эффект кавитации также применяется и в других областях медицины^{[каких?]}.

Лопастные насосы и винты судов

В местах контакта жидкости с быстро движущимися твёрдыми объектами (рабочие органы насосов, турбин, гребные винты судов, подводные крылья и т. д.) происходит локальное изменение давления. Если давление в какой-то точке падает ниже давления насыщенного пара, происходит нарушение целостности среды. Или, проще говоря, жидкость закипает. Затем, когда жидкость попадает в область с более высоким давлением, происходит «схлопывание» пузырьков пара, что сопровождается шумом, а также появлением микроскопических областей с очень высоким давлением (при соударении стенок пузырьков). Это приводит к разрушению поверхности твёрдых объектов. Их как бы «разъедает». Если зона пониженного давления оказывается достаточно обширной, возникает кавитационная каверна — полость, заполненная паром. В результате нормальная работа лопастей нарушается и возможен даже полный срыв работы насоса. Любопытно, но есть примеры, когда кавитационная каверна специально закладывается при расчёте насоса. В тех случаях, когда избежать кавитации невозможно, такое решение позволяет избежать разрушительного влияния кавитации на рабочие органы насоса. Режим, при котором наблюдается устойчивая кавитационная каверна, называют «режимом суперкавитации».

Лопастные насосы. Кавитация на стороне всасывания

Как правило, зона кавитации наблюдается вблизи зоны всасывания, где жидкость встречается с лопастями насоса. Вероятность возникновения кавитации тем выше,

чем ниже давление на входе в насос;
чем выше скорость движения рабочих органов относительно жидкости;
чем более неравномерно обтекание жидкостью твёрдого тела (высокий угол атаки лопасти, наличие изломов, неровностей поверхности и т. п.)

Центробежные насосы. Кавитация в уплотнении рабочего колеса

У классических центробежных насосов часть жидкости из области высокого давления проходит через щель между рабочим колесом и корпусом насоса в зону низкого давления. Когда насос работает с существенным отклонением от расчётного режима в сторону повышения давления нагнетания, расход утечек через уплотнение между рабочим колесом и корпусом возрастает (из-за увеличения перепада давления между полостями всасывания и нагнетания). Из-за высокой скорости жидкости в уплотнении возможно появление кавитационных явлений, что может привести к разрушению рабочего колеса и корпуса насоса. Как правило, в бытовых и промышленных случаях режим кавитации в рабочем колесе насоса возможен при резком падении давления в системе отопления или водоснабжения: например, при разрыве трубопровода, калорифера или радиатора. При резком падении давления в зоне рабочего колеса насоса образуется вакуум, вода при низком давлении начинает вскипать. При этом напор резко падает. Режим кавитации приводит к эрозии рабочего колеса насоса, и насос выходит из строя.

Кавитация в двигателях

Некоторые большие по размеру дизельные двигатели страдают от кавитации из-за высокого сжатия и малогабаритных стенок цилиндра. В результате в стенках цилиндра образовываются отверстия, которые приводят к тому, что охлаждающая жидкость начинает попадать в цилиндры двигателя. Предотвратить нежелательные явления возможно при помощи химических добавок в охлаждающую жидкость, которые образуют защитный слой на наружных (внешних) стенках гильзового типа цилиндра . Этот слой будет подвержен той же кавитации, но он может самостоятельно восстанавливаться.

Предотвращение последствий

Наилучшим методом предотвращения вредных последствий кавитации для деталей машин считается изменение их конструкции таким образом, чтобы предотвратить образование полостей либо предотвратить разрушение этих полостей возле поверхности детали. При невозможности изменения конструкции могут применяться защитные покрытия, например, газотермическое напыление сплавов на основе кобальта.

В системах гидропривода часто используют системы подпитки. Они, упрощённо говоря, представляют собой дополнительный насос, жидкость от которого начинает поступать через специальный клапан в гидросистему, когда в последней давление падает ниже допустимого значения. Если давление в гидросистеме не опускается ниже допустимого, жидкость от дополнительного насоса идёт на слив в бак. Системы подпитки установлены, например, во многих экскаваторах.

Другие области применения

Кавитация применяется для стабилизации игольчатых пуль подводных боеприпасов (например, боеприпасы автомата АПС или патроны 5.54×39 ПСП для автомата АДС), для увеличения скорости торпед (Шквал и Барракуда).

Кавитация может быть использована для измельчения разных материалов (в том числе руд). Для этих процессов выпускается промышленное оборудование^[3], в котором кавитацию получают при помощи силового ультразвука.

Число кавитации

Кавитационное течение характеризуют безразмерным параметром (числом кавитации):

X = 2 ( P − P s ) ρ V 2 {\displaystyle \mathrm {X} ={\frac {2(P-P_{s})}{\rho V^{2}}}} , где

P {\displaystyle P} — гидростатическое давление набегающего потока, Па;
P s {\displaystyle P_{s}} — давление насыщенных паров жидкости при определенной температуре окружающей среды, Па;
ρ {\displaystyle \rho } — плотность среды, кг/м³;
V {\displaystyle V} — скорость потока на входе в систему, м/с.

Известно, что кавитация возникает при достижении потоком граничной скорости V = V c {\displaystyle V=V_{c}} , когда давление в потоке становится равным давлению парообразования (насыщенных паров). Этой скорости соответствует граничное значение критерия кавитации.

В зависимости от величины X {\displaystyle \mathrm {X} } можно различать четыре вида потоков:

докавитационный — сплошной (однофазный) поток при X > 1 {\displaystyle \mathrm {X} >1} ,
кавитационный — (двухфазный) поток при X ≈ 1 {\displaystyle \mathrm {X} \approx 1} ,
пленочный — с устойчивым отделением кавитационной полости от остального сплошного потока (пленочная кавитация) при X < 1 {\displaystyle \mathrm {X} <1} ,
суперкавитационный — при X ≪ 1 {\displaystyle \mathrm {X} \ll 1} .

Измерение

Уровень кавитации измеряют (как правило в относительных единицах) с помощью приборов, называемых кавитометрами^[4].

См. также

Литература

Биркгоф Г., Сарантонелло Э. Струи, следы и каверны. пер. с англ. М.: Мир, 1964. 466с.
Корнфельд М. Упругость и прочность жидкостей. М.: ГИТТЛ, 1951. 200с.
Кнэпп Р., Дейли Дж., Хэммит Ф. Кавитация. М.: Мир, 1974. 678 с.
Акуличев В. А. Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях. М.: Наука, 1978. 280c.
Левковский Ю. Л. Структура кавитационных течений. Л.: Судостроение, 1977. 222с.
Иванов А. Н. Гидродинамика развитых кавитационных течений. Л.: Судостроение, 1980. 237с.
Пирсол И. Кавитация / Пер. с англ. Ю. Ф. Журавлёва; Под ред., с предисл. и доп. Л. А. Эпштейна.. — М.: Мир, 1975. — 96 с. — (В мире науки и техники). (обл.)
Перник А. Д. Проблемы кавитации. 2-ое изд. Л.: Судостроение, 1966. 435 с.
Рождественский В. В. Кавитация. Л.: Судостроение, 1977. 248c.
Федоткин И. М., Гулый И. С. Кавитация, кавитационная техника и технология, их использование в промышленности (теория, расчёты и конструкции кавитационных аппаратов). Ч.1. — К.: Полиграфкнига, 1997. — 940 с.

Примечания

Ссылки

Кавитация — это… Что такое Кавитация?

образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (так называемых кавитационных пузырьков, или каверн). Кавитационные пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже некоторого критического значения p_kp (в реальной жидкости p_kp приблизительно равно давлению насыщенного пара этой жидкости при данной температуре). Если понижение давления происходит вследствие больших местных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости. то К. называют гидродинамической,. а если вследствие прохождения акустических волн — акустической.

Гидродинамическая кавитация. Поскольку в реальной жидкости всегда присутствуют мельчайшие пузырьки газа или пара, то, двигаясь с потоком и попадая в область давления р р_кр, они теряют устойчивость и приобретают способность к неограниченному росту (рис. 1). После перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии расширяющейся жидкости рост пузырька прекращается и он начинает сокращаться. Если пузырёк содержит достаточно много газа, то по достижении им минимального радиуса он восстанавливается и совершает нескольких циклов затухающих колебаний, а если газа мало, то пузырёк захлопывается полностью в первом периоде жизни. Т. о., вблизи обтекаемого тела (например, в трубе с местным сужением, рис. 2) создаётся довольно четко ограниченная «кавитационная зона», заполненная движущимися пузырьками.

Сокращение кавитационного пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается звуковым импульсом (своего рода гидравлическим ударом (См. Гидравлический удар)) тем более сильным, чем меньше газа содержит пузырёк. Если степень развития К. такова, что в случайные моменты времени возникает и захлопывается множество пузырьков, то явление сопровождается сильным шумом со сплошным спектром от нескольких сотен гц до сотен и тысяч кгц. Если кавитационная каверна замыкается вблизи от обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары приводят к разрушению (к так называемой кавитационной эрозии) поверхности обтекаемого тела (лопастей гидротурбин, гребных винтов кораблей и др. гидротехнических устройств, рис. 3 и 4).

Если бы жидкость была идеально однородной, а поверхность твёрдого тела, с которым она граничит, идеально смачиваемой, то разрыв происходил бы при давлении, значительно более низком, чем давление насыщенного пара жидкости. Прочность на разрыв воды, вычисленная при учёте тепловых флуктуаций, равна 150 Мн/м² (1500 кг/см²). Реальные жидкости менее прочны. Максимальное растяжение тщательно очищенной воды, достигнутое при растяжении воды при 10 °С, составляет 28 Мн/м² (280 кг/см²). Обычно же разрыв возникает при давлениях, лишь немного меньших давления насыщенного пара. Низкая прочность реальных жидкостей связана с наличием в них так называемых кавитационных зародышей: плохо смачиваемых участков твёрдого тела, твёрдых частиц с трещинами, заполненными газом, микроскопических газовых пузырьков, предохраняемых от растворения мономолекулярными органическими оболочками, ионных образований, возникающих под действием космических лучей.

При данной форме обтекаемого тела К. возникает при некотором, вполне определённом для данной точки потока, значении безразмерного параметра

где р — гидростатическое давление набегающего потока, р_н — давление насыщенного пара, ρ — плотность жидкости, υ_∞ — скорость жидкости на достаточном отдалении от тела. Этот параметр называют «числом кавитации», служит одним из критериев подобия при моделировании гидродинамических течений. Увеличение скорости потока после начала К. вызывает быстрое возрастание числа кавитационных пузырьков, вслед за чем происходит их объединение в общую кавитационную каверну, затем течение переходит в струйное (см. Струя). При этом течение сохраняет нестационарный характер только в области замыкания каверны. Особенно быстро струйное течение организуется в случае плохо обтекаемых тел. Если внутрь каверны, через тело, около которого возникает К., подвести атмосферный воздух или иной газ, то размеры каверны увеличиваются. При этом установится течение, которое будет соответствовать числу кавитации, образованному уже не по насыщающему давлению водяного пара р_н, а по давлению газа внутри каверны p_k, т. е.

, где g — ускорение силы тяжести, a d — некоторый характерный линейный размер. Так как p_k может быть много больше р_н, то в таких условиях возможно при малых скоростях набегающего потока получать течения, соответствующие очень низким значениям χ, т. е. глубоким степеням развития К. Так, при движении тела в воде со скоростью 6—10 м/сек можно получить его обтекание, соответствующее скоростям до 100 м/сек. Кавитационные течения, получающиеся в результате подвода газа внутрь каверны, называют искусственной К.

Гидродинамическая К. может сопровождаться рядом физико-химических эффектов, например искрообразованием и люминесценцией. В ряде работ обнаружено влияние электрического тока и магнитного поля на К., возникающую при обтекании цилиндра в гидродинамической трубе.

Исследование К. и борьба с ней имеют большое значение, так как К. оказывает вредное влияние на работу гидротурбин, жидкостных насосов, гребных винтов кораблей, подводных звукоизлучателей, жидкостных систем высотных самолётов и т.д., снижает коэффициент полезного действия и приводит к разрушениям. К. может быть уменьшена при увеличении гидростатического давления, например помещением устройства на достаточной глубине по отношению к свободной поверхности жидкости, а также подбором соответствующих форм элементов конструкции, при которых вредное влияние К. уменьшается. Для уменьшения эрозии лопасти рабочих колёс изготавливают из нержавеющих сталей и шлифуют.

Экспериментальные исследования К. производятся в так называемых кавитационных трубах, представляющих собой обычные гидродинамические трубы, оборудованные системой регулирования статического давления.

Лит.: Корнфельд М., Упругость и прочность жидкостей, М. — Л., 1951; Биркгоф Г., Сарантонелло Э., Струи, следы и каверны, пер. с англ., М., 1964: Перник А. Д., Проблемы кавитации, 2 изд., Л., 1966; Ошеровский С. Х., Кавитация в генераторах, «Энергетика и электрификация», 1970, № 1.

А. Д. Перник.

Акустическая кавитация. При излучении в жидкость звука с амплитудой звукового давления, превосходящей некоторую пороговую величину, во время полупериодов разрежения возникают кавитационные пузырьки на так называемых кавитационных зародышах, которыми чаще всего являются газовые включения, содержащиеся в жидкости и на колеблющейся поверхности акустического излучателя. Поэтому кавитационный порог повышается по мере снижения содержания газа в жидкости, при увеличении гидростатического давления, после обжатия жидкости высоким (порядка 10³ кгс/см² ≅ 10² Мн/м²) гидростатическим давлением и при охлаждении жидкости, а кроме того, при увеличении частоты звука и при сокращении продолжительности озвучивания. Порог выше для бегущей, чем для стоячей волны. Пузырьки захлопываются во время полупериодов сжатия, создавая кратковременные (порядка 10^-6 сек) импульсы давления (до 10³ Мн/м² ≅ 10⁴ кгс/см² и более), способные разрушить даже весьма прочные материалы. Такое разрушение наблюдается на поверхности мощных акустических излучателей, работающих в жидкости. Давление при захлопывании кавитационных пузырьков повышается при снижении частоты звука и при повышении гидростатического давления; оно выше в жидкостях с малым давлением насыщенного пара. Захлопывание пузырьков сопровождается адиабатическим нагревом газа в пузырьках до температуры порядка 10⁴ °С, чем, по-видимому, и вызывается свечение пузырьков при К. (т. н. звуколюминесценция). К. сопровождается ионизацией газа в пузырьках. Кавитационные пузырьки группируются, образуя кавитационную область сложной и изменчивой формы. Интенсивность К. удобно оценивать по разрушению тонкой алюминиевой фольги, в которой кавитирующие пузырьки пробивают отверстия. По количеству и расположению этих отверстий, возникающих за определённое время, можно судить об интенсивности К. и конфигурации кавитационной области.

Если жидкость насыщена газом, то газ диффундирует в пузырьки и полного захлопывания их не происходит. Всплывая, такие пузырьки уносят газ и уменьшают содержание газа в жидкости. Интенсивные колебания газонаполненных пузырьков как в свободной жидкости, так и вблизи поверхности твёрдых тел создают микропотоки жидкости.

Появление К. ограничивает возможность дальнейшего повышения интенсивности звука, излучаемого в жидкость, вследствие уменьшения её волнового сопротивления и соответствующего снижения нагрузки на излучатель (см. Импеданс акустический). Акустическая К. и связанные с ней физические явления вызывают ряд эффектов. Часть из них, например разрушение и диспергирование твёрдых тел, эмульгирование жидкостей, очистка поверхностей, деталей, обязана своим происхождением ударам при захлопывании пузырьков и микропотокам вблизи них. Другие эффекты (например, инициирование и ускорение химических реакций) связаны с ионизацией газа в пузырьках. Благодаря этим эффектам акустическая К. всё шире используется для создания новых и совершенствования известных технологических процессов. Большое число практических применений Ультразвука основано на эффекте К.

Акустическая К. имеет большое значение в биологии и медицине. Импульсы давления, возникающие в кавитационных пузырьках, обусловливают мгновенные разрывы микроорганизмов и простейших, находящихся в водной среде, подвергаемой действию ультразвука. К. используют для выделения из животных и растительных клеток ферментов, гормонов и др. биологически активных веществ.

Лит.: Бергман Л., Ультразвук и его применение в науке и технике, пер. с нем., М., 1956; Рой Н. А., Возникновение и протекание ультразвуковой кавитации, «Акустический журнал», 1957, т. 3, в. 1, с. 3; Сиротюк М. Г., Экспериментальные исследования ультразвуковой кавитации, в кн.: Физика и техника мощного ультразвука, т, 2, М., 1968; Ультразвук в гидрометаллургии, М., 1969.

Н. А. Рой.

Рис. 2. Кавитационная зона в трубке с местным сужением.

Рис. 3. Участок разрушенной поверхности гребного винта.

Рис. 1. Кавитационный пузырь на торцовой поверхности вибрирующего стержня (десятикратное увеличение).

Рис. 4. Всасывающий патрубок насоса, выполненный из чугуна, со следами кавитационной эрозии.

новый метод в косметологии, отзывы, эффективность, цены

открыта страница: кавитация оборудование и аппараты

Кавитация – это один из современных методов избавления от излишних жировых отложений.
(От Латинского cavitas означает: пустота, пузырьки).

Метод кавитации основан на образовании большого количества пузырьков, наполненных газом и паром. С течением времени пузырьки увеличиваются в размерах и в последствии испаряются.

Сегодня принцип кавитации применяют в различных областях медицины:
в стоматологии — для удаления зубного налета и камня
в нефрологии — для удаления камней в почках
в аппаратной косметологии – для борьбы с жировыми отложениями.
А также для:
лечения и очистки гнойных ран
дезинфекции и эмульгирования растворов
создания ингаляционных смесей.

Кавитация делится на два вида: гидродинамическую и акустическую. Гидродинамическая кавитация возникает в результате понижения давления в жидкости, которое может быть вызвано увеличением скорости ее движения. Акустическая кавитация возникает при прохождении акустической волны большой интенсивности через жидкость. В аппаратной косметологии применяется акустическая кавитация и в дальнейшем речь пойдет именно о нет.

Эффект кавитации в эстетической косметологии?
Суть методики кавитации для лечения целлюлита и избавлении от излишних жировых отложений заключается в воздействии низкочастотного ультразвука на жировую ткань. Как известно, ультразвук является акустической волной, а клетки организма содержат большое количество жидкости. Таким образом, выяснилось, что в жировых клетках также происходит процесс возникновение кавитационного эффекта.

Экспериментально было выявлено, под действием низкочастотного ультразвука с параметрами 30-70 КГц и давлением 0,6 кПа и определенной плотности потока в жировых клетках возникает эффект кавитации, т.е. образуются микропузырьки. Чем выше частота, тем пузырьки меньше в размере, чем частота ниже, тем пузырьки больше. Оптимальной для жировой ткани является частота 37-42 КГц. При этой частоте образуется максимальной количество пузырьков оптимального размера. Увеличиваясь в размерах, они разжижают жир и вытесняют его из адипоцитов. В жировой ткани происходит схлопывание пузырьков с высвобождением большого количества энергии. При схлопывании пузырьков внутри жировой клетки происходит гидродинамический толчок, своего рода микровзрыв. Эти микровзрывы повреждают клеточные мембраны адипоцитов. Повреждаются в первую очередь мембраны наиболее наполненных жиром клеток, вследствие их наибольшего напряжения. Высвободившиеся триглицериды, из которых состоят жировые клетки, выводятся из межклеточного пространства посредством естественных метаболических процессов. 90% продуктов распада выводится через лимфатическую систему и 10% абсорбируется в кровеносное русло, где в результате реакции триглицериды преобразуются в молекулы глюкозы. В тоже время, другие клетки и ткани (мышечные фибриллы, клетки эпидермиса, эндотелия сосудов и т.д.) под действием кавитации не повреждаются, т.к. являются относительно прочными и имеют достаточный коэффициент эластичности. Было проведено множество научных исследований, которые доказали эффективность и безопасность кавитации.

Как выполняется процедура ультразвуковой кавитации, ее эффективность, цена?
Процедура выполняется аналогично, что и при работе с обычным ультразвуком. Длительность процедуры ультразвуковой кавитации составляет не более 45 мин. Сеансы рекомендуется проводить не чаще 1 раза в 5 дней. При этом обязательна процедура лимфодренажа, для ускорения процесса выведения продуктов распада. Стандартный курс состоит из 5-7 сеансов. В случае необходимости проводится поддерживающее лечение 1-3 процедуры через 4-6 месяцев. Стоимость процедуры кавитации на 40 – 80% выше, чем цена на процедуру обычного сеанса электролиполиза (иглолиполиза), лимфодренажа.

Для увеличения эффективности применяется комплексный подход и дополнение такими процедурами, как: прессотерапия, лимфодренаж, лифтинг, электролиполиз (иглолиполиз). Это позволяет ускорить процесс выведения продуктов распада жировых клеток через кровеносную и лимфатическую системы. Общее время сеанса ультразвуковой кавитации с последующей прессотерапией или лимфодренажем составляет 1-1,5 часа.

Эффект от процедуры кавитации заметен сразу же после первого сеанса и усиливается в последующие несколько дней. За один сеанс может быть выведено из организма до 15 см3 жира. Это соответствует потере объема в талии от 3 до 5 см после одного сеанса кавитации. После удаления расщепленных продуктов, накопление жира в обработанной области становится крайне затруднительным. Пациент теряет после процедуры, как объем, так и вес. Но надо учитывать, что жировая ткань, занимая большой объем, имеет невысокую плотность и является вследствие этого достаточно легкой, поэтому, прежде всего клиент замечает потерю объема. Следует рекомендовать клиенту активный образ жизни, правильное питание и питьевой режим.

Понятие «Кавитационная липосакция», отзывы и мнения специалистов.
В настоящее время кавитацию принято и даже модно сравнивать с липосакцией и оперировать новым термином – «Кавитационная липосакция». По заверениям некоторых специалистов кавитационная липосакция по результативности вполне сопоставима с классической хирургической липосакцией. Хотя при этом не требуются ни скальпель, ни уколы, ни анестезия, ни длительная реабилитация. Удаление жира с помощью ультразвука не оставляет на коже следов в виде синяков или провалов и гарантирует сохранение результата на годы, ведь уничтоженные жировые клетки не восстанавливаются.

Необходимо упомянуть, что процедура кавитации появилась сравнительно не давно и еще не до конца изучена. В связи с этим ее назначение оправданно, только при относительно высокой степени ожирения (от 15-20кг). Т.к. она имеет значительно больше противопоказаний, чем классическая электростимуляция. При степени ожирения (5-15кг), рекомендуется использовать только классические методы: электролиполиз (иглолиполиз), лимфодренаж, как более безопасные.

Показания кавитации:
излишние жировые отложения
целлюлит
коррекция дефектов после хирургической липосакции
удаление липом (жировиков).

Противопоказания:
беременность
заболевания иммунной системы
нарушениях свертываемости крови
гепатит, почечная недостаточность
сахарном диабет
остеопороз
воздействие в зоне ран.

Преимущества метода:
неинвазивность
достижение быстрого эстетического эффекта
нет необходимости в применении анестезии, процедура безболезненна
не надо носить компрессионное белье
отсутствие эффекта «стиральной доски» на коже после процедуры, в особенности от вакуумных аппаратов (эндермология)
отсутствие гематом
сохранение чувствительности тканей в обработанной зоне.

Представляем профессиональное оборудование для выполнения кавитации и для других процедур, от эконом до премиум уровня.

На фото представлены следующие модели аппаратов:
Компьютерный физиотерапевтический аппарат — комплекс ЭСМА 12SK КАВАЛЕР

Узнать цены на косметологическое оборудование ЭСМА

Аппарат с режимом кавитации ЭСМА 12.22 ПРОФИ

Аппарат с режимом кавитации ЭСМА 12SK КАВАЛЕР

« лазеротерапия аппараты и оборудование | лазерная биоревитализация отзывы, цены »

Значение слова КАВИТАЦИЯ. Что такое КАВИТАЦИЯ?

КАВИТА́ЦИЯ, -и, ж. Спец. Образование в капельной жидкости внутренних разрывов (полостей) и последующее быстрое, подобное взрыву, их исчезновение.
[От лат. cavitas — пустота]

Источник (печатная версия): Словарь русского языка: В 4-х т. / РАН, Ин-т лингвистич. исследований; Под ред. А. П. Евгеньевой. — 4-е изд., стер. — М.: Рус. яз.; Полиграфресурсы, 1999; (электронная версия): Фундаментальная электронная библиотека

Кавита́ция (от лат. cavita — пустота) — процесс парообразования и последующего схлопывания пузырьков пара с одновременным конденсированием пара в потоке жидкости, сопровождающийся шумом и гидравлическими ударами, образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн), заполненных паром самой жидкости. Кавитация возникает в результате местного понижения давления в жидкости, которое может происходить либо при увеличении её скорости (гидродинамическая кавитация), либо при прохождении акустической волны большой интенсивности во время полупериода разрежения (акустическая кавитация), существуют и другие причины возникновения эффекта. Перемещаясь с потоком в область с более высоким давлением или во время полупериода сжатия, кавитационный пузырёк схлопывается, излучая при этом ударную волну.
Явление кавитации носит локальный характер и возникает только там, где есть условия. Перемещаться в среде возникновения не может. Кавитация разрушает поверхность гребных винтов, гидротурбин, акустических излучателей, деталей амортизаторов, гидромуфт и др. Кавитация также приносит пользу — её применяют в промышленности, медицине, военной технике и других смежных областях.

Источник: Википедия

кавита́ция
1. физ. физическое явление, наблюдающееся в зонах разрыва сплошности жидкости и характеризующееся образованием и последующим захлопыванием парогазовых пузырьков ◆ ― Между прочим, старик, вода от винта вскипает. ― Вон как? ― Да. Это называется «кавитация». Вредная штука, разрушает винт. Георгий Владимов, «Три минуты молчания», 1969 г. (цитата из НКРЯ)

Источник: Викисловарь

Делаем Карту слов лучше вместе

Привет! Меня зовут Лампобот, я компьютерная программа, которая помогает делать Карту слов. Я отлично умею считать, но пока плохо понимаю, как устроен ваш мир. Помоги мне разобраться!

Спасибо! Я стал чуточку лучше понимать мир эмоций.

Вопрос: изощрение — это что-то нейтральное, положительное или отрицательное?

Положительное

Отрицательное

КАВИТАЦИЯ | Энциклопедия Кругосвет

Содержание статьи

КАВИТАЦИЯ, образование газовых пузырьков в жидкости. Термин был введен ок. 1894 британским инженером Р.Фрудом. Если давление в какой-либо точке жидкости становится равным давлению насыщенного пара этой жидкости, то жидкость в этом месте испаряется и образуется паровой пузырек. Примером может служить кипение воды. При нагревании воды давление ее насыщенного пара повышается. Когда достигается температура кипения, давление пара становится равным давлению окружающей среды, и в воде появляются паровые пузырьки.

Паровые пузырьки в жидкости легче образуются при пониженном давлении. Когда же давление окружающей среды становится больше давления насыщенного пара жидкости, кавитационный пузырек с силой схлопывается. Такое схлопывание пузырьков создает шум, вызывает вибрацию и повреждения конструкций, неблагоприятно отражается на работе соответствующих машин и механизмов. Местное понижение давления в жидкости происходит при быстром относительном движении тела и жидкости.

Закон Бернулли.

Согласно закону Бернулли, в жидкости без трения энергия постоянна вдоль линии тока. Это можно выразить равенством

где p – давление, r – плотность, а v – скорость. Индексы 0, 1 и 2 относятся к любым трем точкам на данной линии тока.

Из указанного равенства следует, что при увеличении скорости понижается местное давление (пропорционально квадрату скорости). Всякая частица жидкости, движущаяся по искривленной линии тока, например, огибающей профиль (рис. 1), ускоряется и претерпевает понижение местного давления. Если давление снижается до давления насыщенного пара, то возникает кавитация. Таков механизм явления кавитации на подводных крыльях, гребных винтах, лопатках турбин и лопастях насосов.

В случае жидкости, текущей по трубе, согласно закону сохранения массы (уравнению неразрывности), скорость жидкости увеличивается в местах сужения трубы, где также возможна кавитация.

Кавитационный коэффициент.

Явление кавитации совершенно одинаково и для потока, обтекающего неподвижное тело, и для среды, в которой движется тело. В обоих случаях важны лишь относительная скорость и абсолютное давление. Соотношение между давлением и скоростью, при которых происходит кавитация, дается безразмерным критерием s, который называется кавитационным коэффициентом (числом кавитации) и определяется выражением

где p_v – давление насыщенного пара жидкости при данной температуре.

Типы кавитации.

На рис. 2 представлена кавитация на неподвижном подводном крыле, снятая в высокоскоростной гидродинамической трубе. При определенной скорости течения воды местное давление у поверхности крыла понижается до давления водяного пара. На поверхности крыла появляются кавитационные каверны. Пузыри растут, смещаясь в направлении течения. (Поскольку пузыри образуются возле поверхности крыла, они имеют полусферическую форму.) Такой тип кавитации называется нестационарной (сбегающей) пузырьковой кавитацией. Если на поверхности имеется какой-нибудь выступ, то пузыри концентрируются на нем. Такая стационарная кавитация тоже показана на рис. 2.

Кавитация может происходить в зоне вихрей, образующихся в местах повышенного сдвига и пониженного давления. Вихревая кавитация часто наблюдается на передней кромке подводных крыльев, на передних кромках лопастей и позади ступицы гребного винта. Возможно одновременное возникновение разных типов кавитации. На рис. 3 представлен морской гребной винт с вихревой кавитацией на передних кромках лопастей, стационарными кавитационными кавернами на поверхности лопастей и присоединенной вихревой кавитацией позади ступицы. Кавитация в жидкости, вызываемая звуковой волной, называется акустической.

Кавитация и техника.

Скорость течения обычно сильно снижается у задней кромки профиля. Здесь давление становится выше давления пара. Как только условия, благоприятные для кавитации, исчезают, пузырьки тут же схлопываются. Энергия, высвобождающаяся при схлопывании пузырей, весьма значительна.

Эрозия.

Большая энергия, рассеиваемая при схлопывании кавитационных пузырей, может приводить к повреждению поверхностей подводных конструкций, гребных винтов, турбин, насосов и даже узлов ядерных реакторов. Масштабы такого явления, называемого гидравлической эрозией, могут быть разными – от точечной поверхностной эрозии после многих лет эксплуатации до катастрофического выхода из строя больших конструкций.

Вибрация.

Кавитация на гребных винтах может вызывать периодические колебания давления, действующего на корпус судна и силовые установки. Кавитационная вибрация судна создает дискомфортные условия для пассажиров и команды.

КПД и скорость.

Кавитация может существенно увеличивать гидродинамическое сопротивление, в результате чего снижается коэффициент полезного действия гидравлического оборудования. Чрезмерная кавитация на гребном винте может уменьшить его тягу и ограничить максимальную скорость судна; кавитация может также быть причиной снижения производительности турбины или насоса и даже срыва его работы.

Шум.

Некоторая часть энергии, высвобождающейся при схлопывании кавитационных пузырей, преобразуется в звуковые волны. Такой шум особенно нежелателен на военно-морских судах, поскольку повышает вероятность их обнаружения.

Как правило, кавитация нежелательна (в морской и турбонасосной технике). Но в некоторых случаях ее вызывают намеренно. Примером может служить кавитационный гидромонитор. Большая энергия, высвобождающаяся при схлопывании кавитационных пузырей в водяной струе, используется для бурения (за счет эрозии) горных пород и для обработки поверхностей.

Биологическое действие.

При ультразвуковом медицинском обследовании в биологических тканях могут возникать и расти кавитационные пузырьки. При наличии кавитации ультразвук большой интенсивности может вызвать повреждение тканей. См. также ГИДРОЛОКАТОР; УЛЬТРАЗВУК.

Кавитация — Большая советская энциклопедия

Кавита́ция

(от лат. cavitas — пустота)

Гидродинамическая кавитация. Поскольку в реальной жидкости всегда присутствуют мельчайшие пузырьки газа или пара, то, двигаясь с потоком и попадая в область давления р < р_кр, они теряют устойчивость и приобретают способность к неограниченному росту (рис. 1). После перехода в зону повышенного давления и исчерпания кинетической энергии расширяющейся жидкости рост пузырька прекращается и он начинает сокращаться. Если пузырёк содержит достаточно много газа, то по достижении им минимального радиуса он восстанавливается и совершает нескольких циклов затухающих колебаний, а если газа мало, то пузырёк захлопывается полностью в первом периоде жизни. Т. о., вблизи обтекаемого тела (например, в трубе с местным сужением, рис. 2) создаётся довольно четко ограниченная «кавитационная зона», заполненная движущимися пузырьками.

Если внутрь каверны, через тело, около которого возникает К., подвести атмосферный воздух или иной газ, то размеры каверны увеличиваются. При этом установится течение, которое будет соответствовать числу кавитации, образованному уже не по насыщающему давлению водяного пара р_н, а по давлению газа внутри каверны p_k, т. е. . Всплывание такой кавитационной каверны будет определяться т. н. числом Фруда , где g — ускорение силы тяжести, a d — некоторый характерный линейный размер. Так как p_k может быть много больше р_н, то в таких условиях возможно при малых скоростях набегающего потока получать течения, соответствующие очень низким значениям χ, т. е. глубоким степеням развития К. Так, при движении тела в воде со скоростью 6—10 м/сек можно получить его обтекание, соответствующее скоростям до 100 м/сек. Кавитационные течения, получающиеся в результате подвода газа внутрь каверны, называют искусственной К.

А. Д. Перник.

Н. А. Рой.

Рис. 2. Кавитационная зона в трубке с местным сужением.

Рис. 3. Участок разрушенной поверхности гребного винта.

Рис. 1. Кавитационный пузырь на торцовой поверхности вибрирующего стержня (десятикратное увеличение).

Рис. 4. Всасывающий патрубок насоса, выполненный из чугуна, со следами кавитационной эрозии.

Источник: Большая советская энциклопедия на Gufo.me

Значения в других словарях

кавитация — орф. кавитация, -и Орфографический словарь Лопатина
кавитация — Кавитация, кавитации, кавитации, кавитаций, кавитации, кавитациям, кавитацию, кавитации, кавитацией, кавитациею, кавитациями, кавитации, кавитациях Грамматический словарь Зализняка
кавитация — -и, ж. спец. Образование в капельной жидкости внутренних разрывов (полостей) и последующее быстрое, подобное взрыву, их исчезновение. [От лат. cavitas — пустота] Малый академический словарь
КАВИТАЦИЯ — (от лат. cavitas — пустота), образование в капельной жидкости полостей, заполненных газом, паром или их смесью (т. н. кавитац. пузырьков или каверн). Кавитац. пузырьки образуются в тех местах, где давление в жидкости становится ниже нек-рого критич. Физический энциклопедический словарь
кавитация — КАВИТАЦИЯ -и; ж. [от лат. cavitas — пустота]. Спец. Образование в жидкости, вследствие резкого уменьшения давления, пузырьков, полостей, заполненных газом или паром. ◁ Кавитационный, -ая, -ое. К-ые пузырьки. Толковый словарь Кузнецова
кавитация — кавитация ж. Образование в быстро движущейся жидкости пузырьков, заполненных газом, паром или их смесью, ведущее к разъеданию металлических частей судовых гребных винтов, водяных турбин и т.п. Толковый словарь Ефремовой
кавитация — [< лат. cavitas (cavitatis) углубление, полость] – образование пустот в движущейся жидкости; кавитация ведёт к разъеданию металлических частей турбин, главным образом лопаток рабочего колеса, гребных винтов и др Большой словарь иностранных слов
КАВИТАЦИЯ — КАВИТАЦИЯ (от лат. cavitas — пустота) — образование в жидкости полостей (кавитационных пузырьков, или каверн) — заполненных газом, паром или их смесью. Большой энциклопедический словарь
кавитация — сущ., кол-во синонимов: 2 суперкавитация 1 фотокавитация 2 Словарь синонимов русского языка

кавитация — Cavitation — qwe.wiki

Высокоскоростная струя жидкости воздействия на неподвижную поверхность.

Кавитация представляет собой явление , в котором быстрые изменения давления в жидкости приводят к образованию небольших пара заполненных полостей, в тех местах , где давление вл етс относительно низким.

При воздействии более высокого давления, эти полости, называемые «пузырьки» или «пустоты», коллапс и может генерировать интенсивную ударную волну .

Кавитация является существенной причиной износа в некоторых инженерных контекстах. Сворачивание пустоты , которые взрываются вблизи металлической поверхности вызывает циклическую нагрузку через повторное имплозии. Это приводит к поверхностной усталости металла вызывая тип износа также называется «кавитация». Наиболее распространенные примеры такого рода износ являются перекачивать рабочие колеса, и изгибов , где происходит внезапное изменение направления жидкости. Кавитация, как правило , делятся на два класса поведения: инерционного (или транзиторной) кавитации и неинерциальной кавитации.

Процесс , в котором пустота или пузырьков в жидкости быстро разрушается, образуя ударную волну , называется инерциальной кавитации. Инерционные кавитации происходят в природе в ударах богомолов и пистолетные креветок , а также в сосудистых тканях растений. В искусственных объектов, это может произойти в контрольных клапанов , насосов , гребных винтов и рабочих колес .

Неинерциальная кавитация процесс , в котором пузырек в жидкости вынужден колебаться в размере или форме из — за какую — либо формой ввода энергии, такие как акустическое поле . Такой кавитация часто используется в ультразвуковой очистки ванн , а также можно наблюдать в насосы, воздушные винты и т.д.

Так как ударные волны , образующиеся в результате обрушения пустот достаточно сильны , чтобы нанести значительный ущерб движущихся частей, кавитация обычно является нежелательным явлением. Это очень часто специально избегать при проектировании машин , таких как турбины или пропеллеры, и устранение кавитации является основным полем в изучении динамики жидкости . Однако иногда полезно и не вызывает повреждений , когда пузырьки развалится от машин, например, в суперкавитации .

физика

Инерционная кавитация впервые была обнаружена в конце 19 — го века, рассматривая распад сферической пустоты внутри жидкости. Когда объем жидкости подвергаются достаточно низкому давлению , он может разорвать и образует полость. Это явление придумано кавитационное зарождение и может произойти позади лезвия быстро вращающийся пропеллера или на любой поверхности , вибрирующей в жидкости с достаточной амплитудой и ускорением. Быстро течет река может вызвать кавитацию на скалистой поверхности, особенно , когда есть подвозки, например, на водопад.

Другие способы генерации кавитационных пустот включают локальное осаждение энергии, такие , как интенсивный сосредоточенный лазерный импульс (оптическую кавитацию) или с помощью электрического разряда через искру. Паровые газы испаряются в полость из окружающей среды; Таким образом, полость не является идеальным вакуум, но имеет относительно низкое давление газа. Такой пузырь низкого давления в жидкости начинает разрушаться вследствие более высокого давления окружающей среды. По мере того как пузырь разрушается, давление и температура пара в увеличении. Пузырь в конце концов падает на минуту фракции исходного размера, и в этот момент газ внутри рассеивается в окружающую жидкость с помощью довольно насильственных механизм , который высвобождает значительное количество энергии в виде акустической ударной волны и , как видимый свет . В точке полного распада, температура пара внутри пузырька может быть несколько тысяч градусов Кельвина , и давление в несколько сотен атмосфер.

Инерционная кавитация может также происходить в присутствии акустического поля. Микроскопические пузырьки газа, которые обычно присутствует в жидкости будет вынуждены колебаться из — за приложенное акустическое поле. Если интенсивность звука достаточно высока, пузырьки сначала растут в размерах , а затем быстро разрушаться. Следовательно, инерциальная кавитация может произойти , даже если разрежения в жидкости недостаточны для Рэлея , как пустоты , чтобы произойти. Мощный ультразвук , как правило , использует инерциальную кавитацию микроскопических вакуумных пузырьков для обработки поверхностей, жидкостей и суспензий.

Физический процесс кавитационного зарождения подобен кипению . Основное различие между ними состоит в том, что термодинамические пути , которые предшествуют образованию пара. Кипение происходит , когда локальная температура жидкости достигает температуры насыщения , и далее тепло подают , чтобы жидкость в достаточной степени изменения фазы в газ. Кавитация момента создания возникает , когда локальное давление падает достаточно далеко ниже давления насыщенного пара, а значение , заданное по прочности на разрыв жидкости при определенной температуре.

Для того , чтобы кавитация начало происходить, кавитация «пузырьки» вообще нужна поверхность , на которой они могут зародыши . Эта поверхность может быть обеспечена с помощью боковых сторон контейнера, с помощью примесей в жидкости, или с помощью небольших нерастворенных микропузыреков внутри жидкости. Принято считать , что гидрофобные поверхности стабилизации мелких пузырьков. Эти уже существующие пузырьки начинают расти неограничено , когда они подвергаются давлению ниже порогового давления, называемый порог Блэйка.

Давление пара здесь отличается от метеорологического определения давления пара, который описывает парциальное давление воды в атмосфере при некотором значении менее 100% насыщения. Давление пара , как относящиеся к кавитации относится к давлению пара в условиях равновесия и поэтому могут быть более точно определена как равновесие (или насыщенного) давления пара .

Неинерциальная кавитация процесс , в котором небольшие пузырьки в жидкости вынуждены колебаться в присутствии акустического поля, когда интенсивность акустического поля недостаточна , чтобы вызвать полный коллапс пузырьков. Эта форма кавитации вызывает значительно меньше , чем эрозию инерциальной кавитации, и часто используется для чистки хрупких материалов, таких как кремниевые пластины .

Гидродинамическая кавитация

Гидродинамический кавитационный описывает процесс испарения, образования пузырьков и пузырей имплозии , которое происходит в потоке жидкости в результате к уменьшению и последующему увеличению местного давления. Кавитация будет происходить только тогда , когда локальное давление снижается до некоторой точки , расположенной ниже насыщенного давления паров жидкости и последующего восстановления выше давления пара. Если давление восстановления не выше давления паров затем мигает , как говорят, произошло. В системах трубопроводов, кавитация обычно происходит либо в результате увеличения кинетической энергии (через область сужения) или увеличение высоты трубы.

Гидродинамический кавитационный может быть получен путем пропускания жидкости через суженный канал при определенной скорости потока или путем механического вращения объекта через жидкость. В случае суженного канала и на основе специфического (или единственной) геометрии системы, сочетание давления и кинетической энергии может создать гидродинамическую кавитационную каверну ниже по потоку от локального сужения генерации кавитационных пузырьков высокой энергии.

Процесс образования пузырьков, и последующий рост и коллапс кавитационных пузырьков, приводит к очень высокой плотности энергии и в очень высоких локальных температур и локальных давлений на поверхности пузырьков в течение очень короткого промежутка времени. Общая жидкая среда окружающей среды, таким образом, остается в условиях окружающей среды. При неконтролируемом, кавитация повреждения; путем регулирования потока кавитации, однако, сила может быть использована и неразрушающий. Контролируемая кавитация может быть использована для повышения химических реакций или распространяются определенные неожиданные реакции, потому что свободные радикалы образуются в процессе за счетом диссоциации паров, захваченных в пузырьках кавитирующих.

Отверстия и трубки Вентури, как сообщается, широко используется для создания кавитации. Трубка Вентури имеет характеристическое преимущество над отверстием из-за его гладким сходящимися и расходящиеся секции, таким образом, что он может генерировать более высокую скорость потока в горловине для заданного перепада давления на нем. С другой стороны, отверстие имеет преимущество, что он может вместить большее количество отверстий (больше периметра отверстий) в данной площади поперечного сечения трубы.

Явление кавитации можно регулировать , чтобы повысить производительность высокоскоростных морских суден и снарядов, а также в технологию обработки материала, в медицине и т.д. Контролировании Кавитирующих потоков в жидкости может быть достигнута только путем продвижения математической основы кавитации процессы. Эти процессы проявляются по — разному, наиболее распространенными и перспективные для управления является пузырьковой кавитации и суперкавитации. Первое точное классическое решение , возможно , следует зачислено к известному решению по Г. Гельмгольцу в 1868. Первых выдающиеся исследования академического типа по теории потока кавитирующего со свободными границами и суперкавитациями были опубликованы в книге струях, просыпается и полости следуют теории струй идеальной жидкости . Широко используется в этих книгах была хорошо развита теория конформных отображений функций комплексного переменного, позволяя выводить большое количество точных решений плоских задач. Другое место объединения существующего точных решений с приближенными и эвристическими моделями было исследовано в рабочей гидродинамике течений со свободными границами , которые рафинированных приложенные методами расчета на основе принципа расширения полости независимости, теории пульсаций и устойчивости вытянутых осесимметричных полостей и т.д. и в размерности и методов подобия в задачах гидромеханики судов .

Естественное продолжение этих исследований было недавно представлено в гидродинамике кавитационных потоков — энциклопедический труд , охватывающий все лучшие достижения в этой области за последние три десятилетия, и смешение классических методов математического исследования с современными возможностями компьютерных технологий. Они включают в себя разработку нелинейных численных методов решения проблемы 3D кавитации, уточнение известных плоских линейных теорий, развитие асимптотических теорий осесимметричного и почти осесимметричных потоков и т.д. По сравнению с классическими подходами, новая тенденция характеризуются разложении теория в 3D потоков. Она также отражает определенную корреляцию с текущими работами прикладного характера по гидродинамике суперкавитационных тел.

Гидродинамическая кавитация может также улучшить некоторые производственные процессы. Например, суспензия кавитационной кукурузы показывает более высокие урожаи в этаноле производстве по сравнению с uncavitated суспензии кукурузы в сухих фрезерных установках.

Это также используется в минерализации био-тугоплавких соединений, которые в противном случае было бы необходимо чрезвычайно высокие температуры и давления, поскольку свободные радикалы образуются в процессе за счет диссоциации паров, захваченных в пузырьках кавитирующей, что приводит либо к интенсификации химическая реакция, или даже может привести к распространению некоторых реакций, не представляется возможными при прочих условий окружающей среды.

Приложения

Химическая инженерия

В промышленности, кавитация часто используются для гомогенизации , или смешивать и сломать, взвешенные частицы в коллоидном жидком соединении , такие как смеси краски или молоко. Многие смесительные машины промышленные основаны на этом принципе конструкции. Это, как правило , достигается за счет конструкции рабочего колеса или путем пропускания смеси через кольцевое отверстие , которое имеет узкое входное отверстие с гораздо большим выходным отверстием. В последнем случае, резкое уменьшение давления, когда жидкость ускоряется в больший объем вызывает кавитацию. Этот метод можно управлять с помощью гидравлических устройств , которые контролируют входной размер отверстия, что позволяет динамически регулировать в ходе процесса, или модификации для различных веществ. Поверхность этого типа смесительного клапана, против которого поверхности кавитационных пузырьков приводятся в движении , вызывая их имплозию, испытывает огромный механический и термический локализованный стресс; поэтому они часто построены из сверхтвердого или жестких материалов , таких как нержавеющая сталь , стеллита или даже поликристаллического алмаза (PCD).

Кавитирующая очистка воды устройство также было разработано, в которых экстремальные условиях кавитации могут разрушить загрязняющие вещества и органические молекулы. Спектральный анализ света , испускаемого в сонохимических реакций показывают , химические и плазменные основе механизмов передачи энергии. Свет , излучаемый от кавитационных пузырьков называется звуколюминесценция .

Использование этой технологии успешно пытались в щелочной рафинации растительных масел.

Гидрофобные химические вещества притягиваются под водой кавитации как разность давлений между пузырьками и жидкостными силами воды им объединиться. Этот эффект может помочь в сворачивании белка .

Biomedical

Кавитация играет важную роль для разрушения камней в почках в ударно — волновой литотрипсии . В настоящее время испытание проводится, может ли кавитация использоваться для передачи больших молекул в биологические клетки ( sonoporation ). Кавитация Азот является метод , используемый в исследовании , чтобы лизировать клеточные мембраны органелл, оставляя нетронутыми.

Кавитация играет ключевую роль в нетепловом, неинвазивном фракционировании ткани для лечения различных заболеваний , и может быть использована , чтобы открыть гематоэнцефалический барьер , чтобы увеличить поглощение неврологических препаратов в головном мозге.

Кавитация также играет определенную роль в HIFU , тепловой неинвазивной методики лечения для рака .

Ультразвук иногда используется для увеличения образования костной ткани, например, в пост-хирургических применений. Ультразвуковое лечение или воздействие может создавать кавитацию, которые потенциально могут «привести к синдрому с участием проявления тошнота, головная боль, шум в ушах, боль, головокружение и усталость.».

Было высказано предположение , что звук «крекинг» суставы происходит от распада кавитации в синовиальной жидкости в суставе. Движения , которые вызывают растрескивание расширить пространство сустава, тем самым снижая давление до точки кавитации. Остается спорным , является ли это связано с клинически значимого повреждения сустава , таких как остеоартрит. Некоторые врачи говорят , что остеоартрит вызываются регулярно растрескивание суставов, так как это приводит к износу и может привести к костям , чтобы ослабить. Смысл в том , что это не «пузыри выскакивают» , а скорее, кости потертости вместе, что приводит к остеоартрита.

очищающий

В промышленных применениях очистки, кавитация имеет достаточную мощность, чтобы преодолеть частицы на подложку-адгезионные силы, ослабив загрязняющие вещества. Пороговое давление, требуемое для инициирования кавитации является сильной функцией ширины импульса и входной мощности. Этот метод работает путем создания контролируемой акустической кавитации в жидкости для очистки, поднимая и проведение частиц загрязнений в сторону так, чтобы они не прикрепить к материалу очищаемой.

Еда и напитки

яйца

Кавитация была применена к пастеризации яиц. Отверстие заполненного ротор производит кавитационные пузырьки, нагрев жидкости изнутри. поверхности оборудования нагревается, чем уходящая жидкость, так что яйца не затвердеют, как они делали на горячие поверхностях старого оборудования. Интенсивность кавитации можно регулировать, что делает возможным, чтобы настроить процесс для минимального повреждения белка.

повреждение кавитации

Кавитация, во многих случаях, нежелательное явление. В таких устройствах, как пропеллеры и насосы , кавитация вызывает много шума, повреждения компонентов, вибрацию, а также к потере эффективности. Кавитация также стала проблемой в секторе возобновляемых источников энергии , как это может происходить на поверхности лопасти приливных потока турбины .

Когда схлопывании кавитационных пузырьков, они заставляют энергетическую жидкость в очень малых объемах, тем самым создавая пятна высокой температуры и излучающих ударных волн, последний из которых являются источником шума. Шум , создаваемый кавитация представляет собой особая проблема для военных подводных лодок , поскольку это увеличивает шансы быть обнаружено пассивным гидролокатором .

Хотя коллапс небольшой полости является относительно низкой энергии события, сильно локализованы обвалы могут разрушить металлы, такие как сталь, с течением времени. Изъязвление, вызванное развалом полостей производит большой износ компонентов и может значительно сократить срок службы пропеллера в или насосе.

После того, как поверхность изначально зависит от кавитации, она имеет тенденцию разрушаться ускоренными темпами. Кавитация яма увеличивает турбулентность потока жидкости и создают трещины , которые действуют как центры зародышеобразования для дополнительных кавитационных пузырьков. Ямы также увеличивают площадь поверхности и составляющие части и оставить позади остаточных напряжений. Это делает поверхность более склонны к коррозии под напряжением .

Насосы и пропеллеры

Основные места, где происходит кавитация в насосах, на воздушных винтах, или ограничениях в текущей жидкости.

В качестве рабочего колеса (в насосе) или гребного винта (как в случае с корабля или подводной лодки) лопасти движутся через жидкость, зоны низкого давления выполнены в виде жидкости ускоряет вокруг и движется мимо лопаток. Чем быстрее движется лезвие, тем меньше давление может стать вокруг него. Как он достигает давление пара , жидкость испаряется и образует небольшие пузырьки газа. Это кавитация. Когда коллапс пузырьков позже, они , как правило , вызывают очень сильные местные ударные волны в жидкости, которая может быть слышимым и может даже повредить лопасти.

Кавитация в насосах может происходить в двух различных формах:

Всасывающая кавитация

Всасывающая кавитация происходит , когда всасывающий насос находится под низким давлением / высокий вакуум состояния , при котором жидкость превращается в пар в глазах рабочего колеса насоса. Этот пар переносится на нагнетательной стороне насоса, где он больше не видит вакуума и сжатого обратно в жидкость за счет давления нагнетания. Это разрушающееся действие происходит бурно и атакует лицо крыльчатки. Рабочее колесо, которое работает при условии кавитации всасывания может иметь большие куски материала , удаленный от его лиц или очень маленьких кусочков материала удален, в результате чего рабочее колеса смотреть губку. В обоих случаях приведет к преждевременному выходу из строя насоса, часто из — за отказа подшипника. Всасывающая кавитация часто идентифицируется с помощью звука , как гравий или мрамор в корпусе насоса.

Общие причины всасывания кавитации могут включать в себя забитые фильтры, трубы завал на стороне всасывания, плохой дизайн трубопроводов, насос работает слишком далеко вправо на кривом насос или условия, не отвечающие требований (нетто кавитационное всасывания) NPSH.

В автомобильных системах, засорение фильтр в гидравлической системе (усилитель рулевого управления, усилитель тормоза) может привести к кавитации всасывания делает шум, который поднимается и опускается синхронно с оборотами двигателя. Это довольно часто высокая тональности скулить, как набор нейлоновых передач не совсем правильно зацепление.

разряд кавитация

Сброс кавитация происходит , когда давление на выходе насоса чрезвычайно высоко, как правило , происходит в насосе, работающем под управлением на уровне менее 10% от его точки КПД. Высокое давление нагнетания вызывает большинство жидкости циркулировать внутри насоса вместо того , чтобы быть позволено вытекать из разряда. По мере того как жидкость течет вокруг рабочего колеса, он должен пройти через небольшой зазор между рабочим колесом и корпусом насоса при чрезвычайно высокой скорости потока. Эта скорость потока вызывает вакуум , чтобы развить в стенке корпуса (аналогично тому , что происходит в трубке Вентури ), который превращает жидкость в пар. Насос , который работает в этих условиях показывает преждевременный износ крыльчатки кончиков лопастей и корпус насоса. Кроме того, из — за условия высокого давления, преждевременный выход из строя механического уплотнения насоса и подшипников можно ожидать. В экстремальных условиях, это может привести к поломке вала рабочего колеса.

Разряд кавитация в суставной жидкости , как полагает, вызывает щелчки производства костной совместной растрескивании , например, намеренно растрескивание своих костяшек.

Кавитация решения

Так как все насосы требуют хорошо развитого впускного потока, чтобы удовлетворить их потенциал, насос может работать или быть столь же надежно, как и ожидались из-за неисправностями всасывающего трубопровода макета, такие как моноблочный локоть на входном фланце. При слабо развита поток поступает в рабочее колесо насоса, он падает на лопасти и не может следовать за крыльчатки проход. Затем жидкость отделяется от лопастей, вызывающих механические проблемы из-за кавитации, вибрации и проблем с производительностью из-за турбулентности и плохое заполнение рабочего колеса. Это приводит к преждевременной уплотнения, подшипников и неудачи рабочего колеса, высокие затраты на техническое обслуживание, высокое потребление энергии, и меньше, чем указано головы и / или потока.

Для того, чтобы иметь хорошо развитую структуру потока, инструкции производителя насосов рекомендуют около (10 диаметров?) Прямой трубы запуска выше по потоку от впускного фланца насоса. К сожалению, трубопроводные дизайнеры и персонал станции должны бороться с нехваткой помещений и оборудования компоновки и, как правило, не могут выполнить эту рекомендацию. Вместо этого обычно использует локоть близко соединенный с всасыванием насоса, который создает слабо развитую структуру потока на всасывании насоса.

С двойной всасывающим насосом, привязанным к Моноблочному локтю, распределение газового потока в рабочее колесе бедных и приводит к надежности и производительности недостатки. Локтевой делит поток неравномерно более направлены на внешней стороне локтя. Следовательно, одна стороны двойного всасывания рабочего колеса получает больший поток при более высокой скорости потока и давление в то время как голодали сторона получает весьма турбулентный и потенциально опасный поток. Это ухудшает общую производительность насоса (поставляются головка, поток и потребление энергии) и вызывает осевой дисбаланс, который сокращает уплотнение, подшипник и рабочее колесо жизни. Для преодоления кавитации: Увеличение давления всасывания, если это возможно. Уменьшить температуру жидкости, если это возможно. Дроссель обратно на выпускной клапан для уменьшения скорости потока. Vent газы прочь корпуса насоса.

Регулирующие клапаны

Кавитация может происходить в регулирующих клапанах . Если фактическое падение давления на клапане , как определено выше по течению и ниже по течению давления в системе больше , чем расчеты позволяют проклейки, падение давления вспышки или кавитации может произойти. Изменение из жидкого состояния в парообразное состоянии , из результатов увеличения скорости потока на уровне или чуть ниже по потоку от наибольшего ограничения потока , который обычно порт клапана. Для того, чтобы поддерживать постоянный поток жидкости через клапан , скорость потока должна быть наибольшая в полую contracta или точки , в которой площадь поперечного сечения является наименьшим. Это увеличение скорости потока сопровождается значительным снижением давления текучей среды , который частично восстановленное ниже по потоку по мере увеличения площади и скорость потока уменьшается. Это восстановление давления никогда полностью не до уровня входного давления. Если давление на полую contracta падает ниже давления паров жидкости пузырьков будут образовывать в потоке потока. Если давление восстанавливается после того, как клапан с давлением, которое еще раз выше давления паров, то пузырьки пара будут разрушаться и кавитация будет происходить.

Водосливы

Когда вода течет через плотину водослив , неровности на поверхности водосливной будут вызывать небольшие участки отрыва потока в потоке высокоскоростного, и, в этих регионах, давление будет снижены. Если скорости потока достаточно высоки , давление может упасть ниже локальное давление паров воды и пару пузырьков будут образовывать. Когда они переносятся вниз по потоку в область высокого давления , коллапс пузырьков , дающий начало высоких давлений и возможные повреждения кавитации.

Экспериментальные исследования показывают , что повреждение на бетонных желоба и туннельных водосливы может начинаться с четкими скоростями потока воды от 12 до 15 м / с, и, вплоть до скоростей потока 20 м / с, это может быть возможным , чтобы защитить поверхность за счетом оптимизации границы, улучшение отделки поверхности или с использованием стойких материалов.

Когда некоторое количество воздуха присутствует в воде, полученная смесь является сжимаемой и это демпфирует высокое давление, вызванное пузырь разрушается. Если скорости потока вблизи водосливной инвертировать достаточно высоки, аэраторы (или аэрационные устройства) должны быть введены, чтобы предотвратить кавитацию. Хотя они были установлены в течение нескольких лет, механизмы захвата воздуха на аэраторах и медленное движение воздуха от поверхности водосливной все еще сложны.

Конструкция устройства водосливной аэрации основана на небольшое отклонение водосливного слоя (или боковой стенки), такие как рампы и смещение для отклонения высокой скорости потока стекать с поверхности водосливной. В полости, образованной ниже покрова, местное пониженное давление под покровом производятся с помощью которого воздуха всасываются в поток. Полная конструкция включает прогиб устройство (рампу, смещение) и систему подачи воздуха.

Двигатели

Некоторые большие дизельные двигатели страдают от кавитации из — за высокое сжатие и низкорослые цилиндрических стенки. Вибрации стенки цилиндра вызывают переменные низкое и высокое давление в охлаждающей жидкости по отношению к стенке цилиндра. Результат изъязвление стенки цилиндра, который в конечном итоге позволить охлаждающей жидкости течь в цилиндр и сгорания газов утечки в охлаждающей жидкости.

Можно избежать этого с использованием химических добавок в охлаждающей жидкости, которые образуют защитный слой на стенке цилиндра. Этот слой будет подвержен той же кавитации, но перестраивает себя. Кроме того, регулируемое избыточное давление в системе охлаждения (регулируемой и поддерживаемой охлаждающей жидкости заливной горловины пружины) предотвращает формирование кавитации.

Примерно с 1980 — х годов, новые конструкции небольших бензиновых двигателей также отображаются кавитационные явления. Один ответ на потребность в более легких и более мелких двигателей был меньший объем охлаждающей жидкости и, соответственно , выше скорости потока охлаждающей жидкости. Это привело к быстрым изменениям скорости потока и , следовательно , быстрым изменениям статического давления в районах с высоким уровнем передачи тепла. Там , где в результате пузырьки пары разрушились к поверхности, они имели эффект первого разрушения защитных слоев оксида (литые алюминиевые материалы) , а затем многократно повреждений вновь образованную поверхность, препятствуя действию некоторых видов ингибитора коррозии (например , в качестве ингибиторов на основе силикатных) , Наконец , проблема был эффект , что повышение температуры материала имел от относительной реакционной способности электрохимического основного металла и его легирующих компонентов. Результате глубокие ямы , которые могли бы образовывать и проникающая головку двигателя в течение нескольких часов , когда двигатель был запущен при высокой нагрузке и высокой скорости. Эти эффекты можно в значительной степени избежать путем использования органических ингибиторов коррозии или (предпочтительно) путем разработки головки двигателя таким образом, чтобы избежать определенных условий индукции кавитации.

В природе

геология

Некоторые гипотезы , касающиеся алмазы формирования постулировать возможную роль кавитационного-а именно cavitiation в кимберлитовых трубках , обеспечивающих крайнее давление , необходимое для изменения чистого углерода в редкий аллотроп , который является алмазом.

Самые громкие звуки три когда — либо записанные, в течение 1883 года извержения Кракатау , теперь понятно , как очереди из трех огромных кавитационных пузырьков, каждый больше , чем последние, формируемых в горле вулкана. Рост магмы, заполненную с растворенными газами и под большим давлением, сталкивался различной магма , что сжатая легко, позволяя пузырьки расти и объединить.

Там существуют макроскопические белые ламели внутри кварца и других минералов в Чешском массиве и даже в других местах , в целом в мире , как фронты , порождаемого метеоритом согласно данным Гипотезы Райлих в . Гипотетические фронты состоят из множества микрорезонаторов. Их происхождение проявляются в физическом явлении ультразвуковой кавитации, который хорошо известен из технической практики.

Сосудистые растения

Кавитация происходит в ксилеме из сосудистых растений , когда натяжение воды в ксилеме превышает атмосферное давление . Сок испаряет локально , так что либо элементы сосуда или трахеиды заполнены парами воды. Растения способны восстановить пустотные ксилемы в ряде направлений. Для растений менее 50 см в высоту, корневое давление может быть достаточным для повторного растворения паров. Большие растения прямых растворенных веществ в ксилему через лучевые клетки , или в трахеидах через осмос через окаймленные ямки . Растворенные вещества привлекают воду, давление повышается , и пар может растворяться. В некоторых деревьев, звук кавитация слышен, особенно в летнее время , когда скорость испарения является самым высоким. Некоторые лиственные деревья должны пролить листья осенью отчасти потому , что кавитационные увеличивается по мере снижения температуры.

морская жизнь

Подобно тому, как кавитационные пузырьки образуют на быстро вращающийся пропеллер лодки, они также могут образовывать на хвостах и плавниках водных животных. Это в первую очередь происходит вблизи поверхности океана, где давление воды в окружающей среде является низкой.

Кавитация может ограничить максимальную скорость плавания мощных плавательных животных , как дельфины и тунец . Дельфины , возможно , придется ограничить свою скорость , потому что рушатся кавитационные пузырьки на хвосте болезненны. Тунец имеет костные плавники без нервных окончаний и не чувствует боли от кавитации. Они замедляются , когда кавитационные пузырьки создают паровую пленку вокруг плавников. Поражения были найдены на тунце, которые согласуются с кавитационными повреждениями.

Некоторые морские животные нашли способы использовать кавитацию в свои интересы при охоте добычи. Пистолет креветка щелкает специализированную лапу для создания кавитации, которая может убить небольшую рыбу. Богомол креветки (в сногсшибательном сорте) использует кавитацию , а также для того , чтобы оглушить, разгромить открытым, или убить моллюск , что пиры на.

Thresher акулы использовать «хвост пощечины» , чтобы обескровить их маленькие рыбы охотятся и кавитационные пузырьки видели поднимающийся от вершины хвоста дуги.

Береговая эрозия

В последние полтора десятилетия, береговая эрозия в виде инерционной кавитацией была общепризнанной. Пузырьки в входящих волнах вынуждены в трещинах в скале подвергаются эрозии. Варьируя давление паров распаковывает некоторые карманы, которые впоследствии лопаются. Полученные пики давления могут расколоть фракции породы.

история

Уже в 1754 году, швейцарский математик Леонард Эйлер (1707-1783) предположил о возможности возникновения кавитации. В 1859 году английский математик Уильям Генри Безант (1828-1917) опубликовал решение задачи динамики коллапса сферической полости в жидкости, которая была представлена в англо-ирландский математик Джордж Стокса (1819-1903 ) как один кембриджский [университет] проблемы сената и гонщиков за год 1847. в 1894, ирландский dynamicist жидкости Осборн Рейнольдс (1842-1912) исследовал образование и коллапс пузырьков пара в кипящей жидкости и в суженных трубах.

Термин «кавитация» впервые появился в 1895 году в работе Джона Исаака Торникрофт (1843-1928) и Сидней Уокер Барнаби (1855-1925), которому было предложено английским инженером Роберт Эдмунд Фруда (1846-1924), третий сын английского hydrodynamicist Фруд (1810-1879). Thornycroft и Барнаби были первыми исследователями для наблюдения кавитации на задних сторонах лопастей. В 1917 году британский физик лорд Рэлей (1842-1919) продлил работу Безанта, издательство математическую модель кавитации в несжимаемой жидкости (без учета поверхностного натяжения и вязкости), в котором он также определяется давление в жидкости. В которые были разработаны британским инженером Stanley Smith Кук (1875-1952) и Рэлеем математические модели кавитации показали , что разрушения пузырьков пара может генерировать очень высокие давления, которые были способны вызывать повреждения , которые были замечены на гребных судов , Экспериментальное доказательство кавитации вызывает такие высокие давления первоначально собраны в 1952 году Марк Харрисон (в dynamicist жидкости и акустик на Дэвида Тейлора модели бассейна ВМС США в Кардерок, штат Мэриленд, США) , которые использовали акустические методы и в 1956 году по Wernfried Гут (физика и акустика из Göttigen университета, Германия) , который использовал оптические шлирны фотографии .

В 1944 году советские ученые Марк Иосифович Корнфелд (1908-1993) и Л. Суворов в Ленинградском физико-техническом институте (ныне: ФТИ Физико-технический институт РАН, Санкт — Петербург, Россия) предложил , что во время кавитации , пузыри в непосредственной близости от твердой поверхности не разрушается симметрично; вместо этого, впадины форма на пузырьке в точке , противоположной твердую поверхность , и это углубление развиваются в струю жидкости. Эта струя жидкости вызывает повреждение твердых поверхностей. Эта гипотеза была подтверждена в 1951 году теоретических исследований Мориса Рэттрей младший, докторанта в Калифорнийском технологическом институте . Корнфельд и Суворова гипотеза была подтверждена экспериментально в 1961 году Чарльз Ф. Naude и Альберт Т. Эллис, жидкости динамисты в Калифорнийском технологическом институте.

Смотрите также

дальнейшее чтение

Для кавитации в растениях, см физиология растений по Тэйзу и Цайгер.
Для кавитации в инженерной области, посетить [1]
Kornfelt, М. (1944). «О разрушающем действии кавитации». Журнал прикладной физики . 15 (6): 495-506. Bibcode : 1944JAP …. 15..495K . DOI : 10,1063 / 1,1707461 .
Для гидродинамической кавитации в области этанола, посетить [2] и Этанол Producer Magazine: «Крошечные Пузырь , чтобы сделать вас счастливыми» [3]
Барнетт, S. (1998). «Нетепловые вопросы: Кавитация-Его природа, обнаружение и измерение;». Ультразвук в медицине и биологии . 24 : S11-S21. DOI : 10.1016 / s0301-5629 (98) 00074-х .
Для Кавитации на приливном течение турбин, см Бакленд, Hannah C; Мастера, Ян; Орм, Джеймс AC; Бейкер, Тим (2013). «Кавитация создание и моделирование в лопастной теории элемента импульса для моделирования приливного течения турбин» . Труды Института инженеров — механиков, Часть A: Журнал мощности и энергии . 227 (4): 479. DOI : 10,1177 / 0957650913477093 .

внешняя ссылка

Посмотрите кавитацию в Wiktionary, бесплатный словарь.

Что такое кавитация? (с иллюстрациями)

Кавитация возникает в жидкости, когда пузырьки образуются и лопаются в насосных системах или вокруг гребных винтов. Насосы нагнетают жидкость под давлением, но если давление вещества падает или его температура повышается, оно начинает испаряться, как кипящая вода. Однако в небольшой чувствительной системе пузырьки не могут выйти, поэтому они взрываются, вызывая физическое повреждение частей насоса или пропеллера.

Cavitation occurs when bubbles that have been formed by spinning boat or ship propellers collapse.

Кавитация возникает, когда пузырьки, образовавшиеся в результате вращения гребных винтов лодок или судов, схлопываются.

Комбинация ограничений по температуре и давлению приведет к кавитации в любой системе.Однако ни один производитель или промышленный техник не хочет запускать насосы, которые постоянно сталкиваются с этой проблемой, поскольку это приведет к необратимому повреждению камер устройства. Испарение на самом деле вызывает громкий каменный шум, потому что пузыри взрываются и заставляют жидкость двигаться быстрее скорости звука.

Impellers inside water or fuel pumps can be damaged by cavitation.

Крыльчатки внутри водяных или топливных насосов могут быть повреждены кавитацией.

Внутри каждого насоса есть пропеллер, который перекачивает жидкость из одной стороны камеры в другую. Жидкость обычно выходит через клапан, поэтому она может выполнять другую работу в другой части машины.Иногда такое устройство называют крыльчаткой. Несмотря на то, что вся камера остается под тем же давлением, а температура материалов регулируется, кавитация все же возникает прямо у поверхности пропеллера.

Пропеллер вращается в жидкости и фактически создает локальные перепады давления вдоль лопастей.Это может происходить даже под водой на гребном винте подводной лодки или корабля. Пузырьки появляются в областях с низким давлением, но затем сразу же хотят взорваться с такой силой, что оставляют в металле вмятины и ямки. Пропеллер, подвергающийся воздействию этих пузырьков, напоминает поверхность Луны с крошечными разбросанными кратерами.

Есть два типа этого явления, которое может происходить на разных этапах накачки, но оба являются результатом одного и того же явления.Всасывание или классическая кавитация происходит вокруг рабочего колеса, поскольку оно протягивает жидкость через камеру. Движение пропеллера создает изменения давления, необходимые для парообразования.

Кавитация нагнетания или рециркуляции является результатом изменения давления в точке выхода, выпускном клапане.Клапан не может пропустить всю жидкость так быстро, как должен, поэтому разные скорости токов создают миниатюрные изменения равномерного давления. Даже таких небольших вариаций достаточно, чтобы создать идеальные условия для решения этой проблемы.

Submarine propellers can cause cavitation.

Подводные гребные винты могут вызвать кавитацию.,

Что такое кавитация насоса и как ее избежать?

ВХОД В Е-МАГАЗИН | БЛОГ | КАРЬЕРА | СВЯЗАТЬСЯ С НАМИ 800-776-4425

Продукты
- Насосы, приводы и мониторинг
- Клапаны и автоматизация клапанов
- Уплотнения и муфты
- Фильтры и сетчатые фильтры
- Смесители
- Технологическое оборудование для воды / сточных вод
- Противоскользящие системы
- Системы санитарной очистки
- Теплообменники
Насосные блочные системы
- Индивидуальные пакеты системы опор
  - Усилитель давления воды
  - Закачка химикатов и мониторинг
  - Очистка резервуара
  - Промывка контейнеров
  - Влажная салфетка
  - Химический завод
- Системы скольжения по рынкам
- Наша команда
- Истории успеха
- Магазин систем Skid
- Услуги по ремонту блочной системы
Услуги
- Ремонт OEM
- Установка и запуск
- Профилактическое и профилактическое обслуживание
- Ремонт оборудования для очистки воды и сточных вод
- Аварийный ремонт
- Программа поддержки Flex
- John Crane Seal Repair
- Анализ первопричин
- Skid система Восстановление
- Автоматика клапана
- Покрытия полов
Рынки
- Вода / сточные воды
- Общая промышленность

Что такое кавитация? Как этого избежать.

Наиболее частым отказом топливных систем с высоким расходом является кавитация или «паровая пробка». Сочетание слишком большого количества тепла или слишком большого ограничения на входе может создать такое рабочее состояние, при котором жидкое топливо буквально испаряется (кипит) внутри узла насоса. Симптомы этого рабочего состояния могут включать одно или несколько из следующих:

• Резкое снижение расхода
• «Отскок манометра»
• Хрип или скрежет насоса
• Непостоянство или потеря давления топлива
• Температуры выше 120 ° F (50 ° C)

Какими бы плохими ни были симптомы этого состояния, результаты этого состояния часто бывают постоянными, даже если причина, вызвавшая состояние, была устранена.Потеря давления подачи топлива также приведет к обеднению, что может привести к повреждению двигателя. Как правило, даже при очень коротком времени воздействия кавитации (в зависимости от серьезности) происходит повреждение топливного насоса. Это повреждение приводит к прямой потере мощности и эффективности. Часто, как отмечается без проверки, это повреждение насоса приводит к условиям эксплуатации, которые ускоряют воздействие кавитации при каждом использовании. В конце концов, топливная система полностью перестанет создавать или поддерживать давление.Для всех топливных систем любого производителя этого отказа можно избежать, поскольку он является не результатом производственного брака, а результатом сбоя конструкции топливной системы. Два рабочих режима могут создать состояние кавитации:

• Высокие рабочие температуры
• Высокие ограничения на водозабор

Высокие рабочие температуры

Условия высокой рабочей температуры топливной системы могут существовать по нескольким причинам, включая высокую неэффективность (например, изношенный или поврежденный насос), слишком высокое давление топлива, насосы с высоким расходом в течение длительного времени с малым количеством топлива.Или это может привести к появлению вторичных источников тепла, таких как тепло двигателя или выхлопных газов.

Большинство высокопроизводительных топливных насосов EFI и карбюраторных топливных насосов рассчитаны на «непостоянную работу». Это связано с количеством тепла, которое происходит с течением времени при работе топливной системы. Когда в топливной системе будет достаточно высокая температура, топливо начнет испаряться в узле насоса — даже при низком падении давления на входе в насос. Когда температура топлива превышает 120 ° F (50 ° C), топливо склонно к испарению.Основное правило: если он достаточно горячий, чтобы вызывать дискомфорт при прикосновении, значит, он слишком горячий. Чтобы обеспечить непрерывное или «уличное» использование, контроллеры напряжения используются для снижения скорости насоса во время работы двигателя с низким потреблением энергии, чтобы предотвратить накопление тепла. Топливные насосы Prodigy имеют уникальный fe

PPT — ЧТО ТАКОЕ КАВИТАЦИЯ? PowerPoint Presentation, скачать бесплатно

ЧТО ТАКОЕ КАВИТАЦИЯ? • ОПРЕДЕЛЕНИЕ КАВИТАЦИИ 1. Кавитация определяется как явление образования пузырьков пара в текущей жидкости в области, где давление жидкости падает ниже давления ее пара. 2. Кавитация — это образование пустых микропузырьков в жидкость с последующим их взрывом. Когда пустые пузырьки достигают необходимой энергии, они схлопываются во время сжатия звуковой волны.Это физическое явление называется «кавитацией». 3. Кавитация — это неинвазивное лечение, результаты которого очень похожи на результаты лечения в операционной «Липосакция» HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

ЧТО ТАКОЕ КАВИТАЦИЯ? Поскольку кавитация происходит в воде, это выглядит как кипящий ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ЭФФЕКТ КАВИТАЦИИ I Модель кавитирующего винта в эксперименте в водном туннеле. Кавитационные повреждения тарелки клапана аксиально-поршневого гидравлического насоса.ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

КАВИТАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ II Воздействие кавитации на газ. Воздействие кавитации на жидкость (воду). ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ЧТО ДЕЛАЕТ КАВИТАЦИЮ ЭФФЕКТИВНОЙ ДЛЯ УДАЛЕНИЯ ЦЕЛЛЮЛИТА КЛЕТОЧНАЯ СТЕНКА ЧЕЛОВЕКА ПРИ АДИПОЦИТЕ ОЧЕНЬ ТОНКАЯ И НЕ УСТОЙЧИВАЕТ ДРУГИЕ КЛЕТКИ ТЕЛА. Итак, КАВИТАЦИЯ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ, ЧТОБЫ РАЗРУШИТЬ ПАМЯТНИК АДИПОЦИТА. МИКРОПУЗЫРЬКИ, ПРОИЗВОДИМЫЕ ИЗ «КАВИТАЦИИ» ИМЕЮТ ВЫСОКУЮ ЭНЕРГИЮ ВНУТРИ.И МИКРОПУЗЫРЬКИ, ВДЕЛАННЫЕ В СЕБЯ, ИЗЛУЧАЯ ЭНЕРГИЮ. КОГДА МИКРОПУЗЫРЬКИ ВРАЩАЮТСЯ, ОНА ПРОИЗВОДИТ КОНЕЧНЫЙ УДАР ПРИ ВЫСОКОМ ДАВЛЕНИИ. И КОНЕЧНЫЙ УДАР ОБЛАДАЕТ ВЛИЯНИЕМ РАЗРЫВА МЕМБРАННОЙ КЛЕТКИ ЖИРНОЙ ТКАНИ ЧЕЛОВЕКА, ПРОИЗВОДИМОЕ ДАВЛЕНИЕ МИКРОПУЗЫРЕЙ СТИМУЛИРУЕТ И УВЕЛИЧИВАЕТ обмены между ожирением и межклеточным пространством, выходящим за пределы лимфоузла. ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

Лечение ультразвуковыми волнами ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОКАЗЫВАЕТ, КАК СОЗДАЮТСЯ ЖИРОВЫЕ КЛЕТКИ И КАК СЛОМАННАЯ КЛЕТКА ИЗ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН ВЫПУСКАЕТСЯ ЗА ПРЕДЕЛАМИ ТЕЛА • ИЗОБРАЖЕНИЕ ПОКАЗЫВАЕТ, КАК УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ СОЗДАЮТ ВОЛНЫ.ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ИЗМЕНЕНИЕ ЖИРОВЫХ ТКАНЕЙ ЧЕЛОВЕКА ПРИ КАВИТАЦИОННОМ ЭФФЕКТЕ Перед кавитационной обработкой. Сразу после кавитационной обработки. Во время кавитационной обработки. Сжиженный жир из-за разрушения клеток менбрана и микрососудов, не разрушенный для эффекта кавитации. Основные клетки жира разжиженного HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

ЧАСТИ ТЕЛА МОГУТ БЫТЬ ОБРАБОТАНЫ ДА в синюю НЕТ при красном лице голова и шея подмышечная впадина задняя рука брюшная сторона / живот ягодичная мышца рука анальная расщелина гениталии нога подколенное колено HSC LTD ОТДЕЛ ПРОДАЖ ЗА ГРАНИЦЫ.

ВНИМАНИЕ ПРИ ИСПОЛЬЗОВАНИИ КАВИТАЦИОННОЙ МАШИНЫ • ДВИГАЙТЕ РУЧКУ (ЗОНД) ОЧЕНЬ МЕДЛЕННО • ЭТО ОЧЕНЬ ВАЖНО ДЛЯ ХОРОШЕГО РЕЗУЛЬТАТА • НЕОБХОДИМО ПРИМЕНЯТЬ ОПРЕДЕЛЕННОЕ ДАВЛЕНИЕ НА ТКАНИ! • ОБРАБАТЫВАЙТЕ РУЧКУ (ЗОНД) ТОЛЬКО РАЗРЕШЕННОЙ ЧАСТЬЮ ТЕЛА • НАНЕСЬТЕ НЕОБХОДИМОЕ КОЛИЧЕСТВО ГЕЛЯ НА ОБРАБОТАННУЮ ЧАСТЬ. • ГЕЛЬ РАЗРЕШАЕТ РУЧКУ БЫТЬ ХОРОШО ВО ВРЕМЯ ПРОЦЕДУРЫ • ВО ВРЕМЯ ПРОЦЕДУРЫ НЕПРЕРЫВНО ДВИГАЙТЕ РУЧКУ, ЧТОБЫ ИЗБЕЖАТЬ ЛОКАЛИЗОВАННОГО СНИЖЕНИЯ ДАВЛЕНИЯ! • ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ ВАМ ПРОСЬБА ПРОИЗВОДИТЬ ДРЕНАЖ С ЛЮБОЙ МАШИНЫ ИЛИ РУКОВОДСТВА HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

РЕЗУЛЬТАТ ПРОЦЕДУРЫ До и после 5 процедур HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

ДВИЖЕНИЕ РУЧКИ НА ОСНОВЕ ДЕТАЛЕЙ КУЗОВА HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

СПОСОБ УВЕЛИЧИТЬ ЭФФЕКТ КАВИТАЦИИ ОБРАБОТКА КАВИТАЦИИ МАШИНА НАСЛАЖДАЙТЕСЬ НАИЛУЧШИМ РЕЗУЛЬТАТОМ УПРАЖНЕНИЯ ПОСЛЕ ОБРАБОТКИ МАШИНЫ ОБРАБОТКА РАДИОЧАСТОТНОЙ МАШИНЫ HSC LTD ОТКРЫВАЕТ ПРОДАЖИ.

ВНЕДРЕНИЕ ПРОДУКТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ЭФФЕКТ КАВИТАЦИИ I LIPO — X PRINCIPLE — САМЫЙ СОВЕРШЕНСТВОВАННЫЙ И ПОЛНЫЙ УЛЬТРАЗВУК.- LIPO-X ИЗЛУЧАЕТ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ В ДИАПАЗОНЕ 20 ~ 70 КГЦ, ВЫЗЫВАЯ «КАВИТАЦИОННЫЕ» ЭФФЕКТЫ. — ИЗЛУЧАЕМЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ ПРОНИКАЮТСЯ НА ГИПЕРДЕРМИС И РАЗРЫВАЕТ МЕМБРАНУ ЖИРОВЫХ КЛЕТК. — СЛОМАННЫЕ ЖИРОВЫЕ КЛЕТКИ ВЫПУСКАЮТСЯ ВНЕ НАШЕГО ТЕЛА. ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ВВЕДЕНИЕ ПРОДУКТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ КАВИТАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ I СВОЙСТВА LIPO — X — КАВИТАЦИЯ ИСПОЛЬЗУЕТ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ. — УДАЛИТЬ ЦЕЛЛЮЛИТ. — УМЕНЬШЕНИЕ МЕСТНОГО ЖИРА. — УЛУЧШЕНИЕ СТИЛЯ ТЕЛА.- СОДЕЙСТВИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ И ЛИМФАТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ. ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ВВЕДЕНИЕ ПРОДУКТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ ЭФФЕКТ КАВИТАЦИИ I LIPO — X НАПРЯЖЕНИЯ: 220/240 В переменного тока ЧАСТОТА: 50 ~ 60 Гц ШИРИНА: 29 КГ РАЗМЕР: 290 X 417 X 1100 мм ВЫХОДНАЯ ПЛОЩАДЬ: 25 ~ 33 КБ МОЩНОСТЬ: 5 Вт / см2 ПРИНАДЛЕЖНОСТИ HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

ВНЕДРЕНИЕ ПРОДУКТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ КАВИТАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ II ПРИНЦИП ЛИПОДЕРМА — САМЫЙ ПРОДВИНУТЫЙ И КОМПЛЕКСНЫЙ УЛЬТРАЗВУК.- LIPO-X ИЗЛУЧАЕТ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ В ДИАПАЗОНЕ 20 ~ 70 КГЦ, ВЫЗЫВАЯ «КАВИТАЦИОННЫЕ» ЭФФЕКТЫ. — ИЗЛУЧАЕМЫЕ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ ПРОНИКАЮТСЯ НА ГИПЕРДЕРМИС И РАЗРЫВАЕТ МЕМБРАНУ ЖИРОВЫХ КЛЕТК. — СЛОМАННЫЕ ЖИРОВЫЕ КЛЕТКИ ВЫПУСКАЮТСЯ ВНЕ НАШЕГО ТЕЛА. ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ВВЕДЕНИЕ ПРОДУКТОВ, ИСПОЛЬЗУЮЩИХ КАВИТАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ II СВОЙСТВА ЛИПОДЕРМА — КАВИТАЦИЯ ИСПОЛЬЗУЕТ УЛЬТРАЗВУКОВЫЕ ВОЛНЫ. — УДАЛИТЬ ЦЕЛЛЮЛИТ. — УМЕНЬШЕНИЕ МЕСТНОГО ЖИРА. — УЛУЧШЕНИЕ СТИЛЯ ТЕЛА.- СОДЕЙСТВИЕ ЦИРКУЛЯЦИИ КРОВИ И ЛИМФАТИЧЕСКОЙ ЖИДКОСТИ. ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ HSC LTD.

ВВЕДЕНИЕ ПРОДУКТА, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ КАВИТАЦИОННЫЙ ЭФФЕКТ II ЛИПОДЕРМ СПЕЦИФИКАЦИЯ НАПРЯЖЕНИЯ: 220/240 В переменного тока ЧАСТОТА: 26 кГц ± 10% ВЕС: 8 КГ РАЗМЕР: 310 мм X 372 мм X 224 мм ВЫХОДНАЯ ВЫХОДНАЯ ЧАСТЬ: 50 ~ 372 мм X 224 мм. Вт: 5 Вт / см2 АКСЕССУАРЫ HSC LTD ЗАРУБЕЖНЫЙ ОТДЕЛ ПРОДАЖ.

СПАСИБО! Компания HSC ВСЕГДА БУДЕТ С ВАМИ. HSC LTD ОТДЕЛ ЗАРУБЕЖНЫХ ПРОДАЖ.