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➤ Berechnen Sie die charakteristische Strömungsgeschwindigkeit
Berechnen Sie die Kavitationszahl
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Calculate Characteristic Flow Velocity
Eine dimensionslose Zahl, die den Kavitationszustand einer Flüssigkeitsströmung charakterisiert. Die Kavitationszahl wird häufig verwendet, um zu messen, ob Kavitation auftritt und wie stark sich Kavitation in einer Flüssigkeitsströmung entwickelt. Der Ausdruck für die Kavitationszahl (σ) lautet
In der Formel ist p der absolute Druck des Referenzpunkts; v0 ist der ungestörte Referenzpunktdurchfluss; ρ ist die Dichte der Flüssigkeit; pv ist der Sättigungsdampfdruck der Flüssigkeit bei der entsprechenden Temperatur.
Die physikalische Bedeutung der obigen Formel ist der Kontrast zwischen dem Wasserdurchflussparameter (p-pv), der die Kavitation hemmt, d. h. der Druckdifferenz innerhalb und außerhalb der Kavitation, und dem Wasserdurchflussparameter, der die Kavitation fördert , die Strömungsgeschwindigkeit. Der Wert der Kavitationszahl (σ) ist in verschiedenen Kavitationszuständen unterschiedlich. Je größer der Wert von σ ist, desto geringer ist die Wahrscheinlichkeit einer Kavitation im Flüssigkeitsstrom. Andernfalls ist es wahrscheinlicher, dass der Flüssigkeitsstrom kavitiert wird.
Die Hauptfaktoren, die das Auftreten und die Entwicklung von Kavitation in der Flüssigkeitsströmung beeinflussen, sind: die Form und Größe der Strömungsgrenze, der Gasgehalt in der Flüssigkeitsströmung und die Verteilung der Gaskerne, der Druckgradient und die Turbulenz der einströmende Strom, die Viskosität und Oberflächenspannung der Flüssigkeit, der Sandgehalt und die Verunreinigungen im Flüssigkeitsstrom, die Rauheit und Benetzbarkeit der Seitenwände sowie die thermodynamischen Faktoren der Kavitation usw. Die Kavitationszahl berücksichtigt nur zwei Faktoren: den Druck und Durchflussmenge. Daher mangelt es dieser Methode zur Darstellung von Kavitation immer noch an ausreichender theoretischer Grundlage und Vollständigkeit, so dass in der Praxis viele Bedingungen geknüpft werden müssen.
Wenn eine kleine Anzahl winziger Löcher im Flüssigkeitsstrom aufzutreten beginnt, wird die Kavitationszahl, wenn Kavitation auftritt, als primäre Kavitationszahl (σi) bezeichnet. Dies ist ein kritischer Kavitationszustand, der für die Untersuchung von Kavitationsphänomenen sehr wichtig ist. Wenn die Kavitationszahl σ>σi an einer bestimmten Stelle im Flüssigkeitsstrom ist, tritt an dieser Stelle keine Kavitation auf; wenn σ<σi, wird sich der Bereich der Kavitation an dieser Stelle im Flüssigkeitsstrom weiter ausdehnen. Aufgrund theoretischer Mängel wird der σi-Wert unter bestimmten Bedingungen derzeit hauptsächlich durch Dekompressionstests ermittelt. Der σi-Wert wird nicht nur hauptsächlich von der Grenzform des Strömungsfelds beeinflusst, sondern auch von den Eigenschaften der ankommenden Strömung und der Wasserqualität. Während des Forschungsprozesses wurde festgestellt, dass die durch den Dekompressionstest unter denselben Bedingungen erhaltenen σi-Werte aus verschiedenen ungeklärten Gründen streuen und eine schlechte Wiederholbarkeit aufweisen. Tritt beispielsweise während des Tests Kavitation auf, wird der Druck in der Kavitationszone wieder erhöht. Wenn beobachtet wird, dass das Kavitationsphänomen verschwindet, wird die Kavitation zu diesem Zeitpunkt als verschwindende Kavitation bezeichnet, und die entsprechende Kavitationszahl (σd) wird als verschwindende Kavitation bezeichnet. Kavitationszahl. Normalerweise ist σd>σi und die Wiederholbarkeit von σd ist besser. Dieses Phänomen, dass σd nicht gleich σi ist, wird als Kavitationsrückstand (Hysterese) bezeichnet.
Die Kavitationszahl kann die Ähnlichkeit von Kavitationsphänomenen zwischen zwei Flüssigkeitsströmungssystemen unter bestimmten Bedingungen anzeigen. Das heißt, wenn die Reynolds-Zahl, die Froude-Zahl und andere ähnliche Quasizahlen gleich sind und die Kavitationszahlen der beiden Flüssigkeitsströmungssysteme gleich sind, können die Kavitationsphänomene als gleich angesehen werden; Dies basiert nur theoretisch auf Der Vergleich der Kräfte ist korrekt, aber tatsächlich sind die Kavitationsphänomene zwischen den beiden Flüssigkeitsströmungssystemen normalerweise nicht vollständig ähnlich, da die Kavitationszahl selbst keine anderen Faktoren enthält, die die Kavitation beeinflussen.