SU754281A1

SU754281A1 - Способ определения склонности жидкости к кавитированию 1

Info

Publication number: SU754281A1
Application number: SU782634322A
Authority: SU
Inventors: Valerij Gurov; Yurij M Dorfman
Original assignee: Valerij Gurov; Yurij M Dorfman
Priority date: 1978-06-26
Filing date: 1978-06-26
Publication date: 1980-08-07

Description

Изобретение относится к технике исследований теплофизических свойств жидкости и может найти применение при исследовании антикавитанионной устойчивости лопастных насосов, работающих на жидкостях, существенно отличных по теппофи— ⁵зическим свойствам от холодной воды.

•Известно, что при кавитировании жидкости относительное по объему количество образующегося пара Β=\ί_η 19^ связано с воздействующим снижением давления (или напора ) соотношением

В . (θ

ГД®

^л°'с/т/(?п/Рж')Т И и

характеризует склонность жидкости к кавитированию. Здесь “ соответственно объемы пара, жидкоети} г - теплота парообразования} С _ч - теплоемкость _мжидкости при температуре Тр на кривой кипения} - отношение жидкости

пара и жидкости. В соответствии с формулой (2) теппофизический комплекс с1_омож2

но определить расчетным путем, предварительно определив значения Г , С м ι Рр/Рэдс ^дая заданной температуры Тр И

Однако способ расчетного определения комплекса ск _о не всегда применим, особенно для жидкостей с недостаточно изученными свойствами. Кроме того, точность такого косвенного способа уступает точности прямых измерений сА _о .

Наиболее близким к изобретению является способ, в котором в исследуемой жидкости непрерывно снижают давление до момента вскипания последней и регистрируют образовавшийся пар. Определяют относительное по объему содержание пара в разных частях сосуда, а также разность между давлениями пара кипящего и не кипя щеро слоев жидкости и находят отношение этих величин, по которому судят о склонности жидкости к кави тиров анию. При этом относительное по объему содержание пара в кавитирующей жидкости независимо от других параметров измеряется либо по изменению электропроводности жидкости.

754281

либо по изменению емкостного сопротивления среды.

Таким образом, известный способ основан на определении склонности жидкости к кавитированию путем прямого воздейстевия на нее отрицательного импульса давления с одновременным наблюдением за образующимся, в связи с этим, паром к реги — странней его, что безусловно повышает точность определения комплекса о £2]. ₁₀

Недостатком способа является недостаточная точность, присущая измерению относительного содержания пара посредством регистрации изменения электропроводности. жидкости или ее емкостного сопротивления, Кроме того, эти методы измерения не применимы для ряда агрессивных жидкостей.

Целью изобретения является повышение точности определения и расширение диапа-. зона исследований. ₂₀

Указанная цель достигается тем, что одновременно со снижением давления в жидкости возбуждают колебания давления и измеряют изменение скорости звука в жидкости и по скачкообразному изменению ₂₅скорости звука, при снижении давления, судят о склонности жидкости к кавитированию.

На фиг. 1 схематически изображено устройство; на фиг. 2 - график изменения ₃θ скорости звука в зависимости от перепада давления.

Теплофизический комплекс ςλ _о физически выражает изменение плотности ((.р жидкости по мере снижения άρ давления ₃₅в ней, т, е. однозначно связан с производной <^ρ/άρ

Известно, что = Ц, где ОЦ - скорость звука в жидкости при переходе через левую пограничную кривую состояния вещества со стороны насыщенного пара. При переходе через левую пограничную кривую состояния вещества имеется скачкообраз — ное изменение скорости звука (см. фиг.2^ на которой изображено протекание скороети звука С1 в зависимости от перепада давления Δ. Р=Рцсд-Р или состояния вещества; £ - чистая жидкость, слева от оси ординат, либо N - насыщенный пар, справа от оси ординат). Квадрат нижне- ₅θ го значения 01 скорости звука численно равен комплексу , характеризующего склонность жидкости к кавитированию. Ось ординат соответствует также левой пограничной кривой состояния вещества.

Устройство (см. фиг. 1) содержит рабочую емкость 1, теплоизолирующую вакуумную рубашку 2, магистраль 3 давления, вентиль 4 регулирования давления,

датчик 5 давления, генератор 6 колебаний, датчик 7 приема колебаний, аналого-цифровой преобразователь 8, регистрирующий прибор 9, сливная магистраль 10 с запорным органом 11.

Работа устройства осуществляется следующим образом.

Исследуемая жидкость заданной температуры заливается через магистраль 3 в рабочую емкость 1 фиксированной длины к. Температура жидкости может сохраняться длительное время практически на заданном уровне благодаря использованию теплоизолирующей вакуумной рубашки 2. После заполнения исследуемой жидкостью рабочей емкости 1 перекрывается магистраль 3 и производится проверка готовности первично-вторичной аппаратуры. Затем открытием вентиля 4 снижается давление в жидкости, что регистрируется датчиком 5 и одновременно с помощью генератора 6 возбуждаются колебания давления в жидкости, что воспринимается датчиком 7 приема колебаний. Сигнал, поступающий от датчика 7 на аналого-цифровой преобразователь 8, преобразуется (с учетом данных по длине I, рабочей емкости 1) на выходе в ис пульс, пропорциональный скорости звука в исследуемой жидкости, что фиксируется регистрирующим пробором 9, который записывает непосредственно величину квадрата скорости звука. По мере снижения давления в исследуемой жидкости он приближается по состоянию к левой пограничной кривой, при переходе через которую происходит скачкообразное изменение скорости-звука (см. фиг. 2), что находит свое отражение в записи регистрирующего прибора р. Квадрат скорости звука СХ^, соответствующего записанному значению в скачке, и характеризует склонность жидкости к кавитированию, т. е. величину теплофизического комплекса После окончания исследования исследуемая жид'кость сливается через магистраль 10 открытием запорного органа 11.

Предлагаемый способ использует в основе совершенные методы измерения скорости звука, точность которых достигает 0,5%. Он отличается от известного способа, в котором точность измерения теплофизического комплекса составляет

около 5% из-за несовершенства методов определения пара, основанных на изменении электропроводности или емкостного сопротивления среды. Предлагаемый способ позволит существенно улучшить технологию проведения испытаний насосов, пред754281

5

назначенных для работы преимущественно на криогенных жидкостях за счет, в частности, более оперативной фиксации .изменения склонности жидкости к кавитированию в процессе снятия характеристик на- 5 соса.

Claims

Формула изобретения

Способ определения склонности жидкоети к кавитированию, заключающийся в непрерывном снижении давления в сосуде с жидкостью до ее вскипания и регистрации образующегося пара, отличающийся тем, что, с целью повышения ₍₅точности определения и расширения диапазона исследований, одновременно со сни-_ч

6

жением давления в жидкости возбуждают колебания давления и измеряют изменение скорости звука в жидкости и по скачкообразному изменению скорости звука при снижении давления судят о склонности жидкости к кавитированию.

.