Научный отчет № 4654

Название

Механизм и закономерности уноса газа из плоской вентилируемой каверны с отрицательным числом кавитации.

Авторы

Прокофьев В.В., Козлов И.И.

Аннотация

Объект исследования - вентилируемая каверна с повышенным давлением (каверна с отрицательным числом кавитации). Цель работы - выяснение механизма и изучение закономерностей уноса газа из такой каверны. Исследование проводилось путем статистической обработки на компьютере большого количества, полученных специальным методом мгновенных картин течения. Кроме того, с помощью специального зонда, исследовалось распределение давление в окрестности хвостовой части каверны, зависимости для коэффициента уноса газа из каверны изучались путем непосредственных измерений расходов газа и жидкости в широком диапазоне гидродинамических и геометрических параметров течения. Эксперименты проводились на плоской струйной установке С-90. Выяснено, что особенности уноса газа из каверны с отрицательным числом кавитации определяются неустойчивостью границы каверны в смысле Рэлея-Тейлора. Все основные характеристики тейлоровских структур, возникающих в процессе перемешивания газа и жидкости согласуются с известными в литературе для классического рэлей-тейлоровского перемешивания. Обнаружено, что процесс уноса сильно зависит от соотношения между начальной (неавтомодельной) стадией уноса и развитой автомодельной. Получены зависимости для коэффициента уноса газа. Оказалось, что в докритическом режиме кавитационного течения и даже при умеренной закритичности (коэффициент донного давления больше критической величины) имеет место линейная зависимость коэффициента уноса коэффициента донного давления. Показано, что, величина критического коэффициента поддува (определяющего наклон этой прямой) пропорциональна квадрату длины каверны. Кроме того, оказалось, что в исследованном диапазоне параметров критический коэффициент зависит от чисел Вебера и Рейнольдса, в частности от заметно возрастает с уменьшением числа Вебера.

Год публикации

2003 г.

Объём

55 с.

Научный руководитель

Прокофьев В.В.

Ключевые слова

кавитация, вентилируемая каверна, отрицательное число кавитации, неустойчивость Рэлея-Тейлора, унос газа, визуализация, перемешивание, волна, эксперимент.