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. значения ркр (в реальной жидкости ркр прибл. равно давлению насыщ. пара этой жидкости при данной темп-ре). Если понижение давления происходит вследствие больших местных скоростей в потоке движущейся капельной жидкости, то К. наз. гидродинамической, а если вследствие прохождения звук. волн большой интенсивности — акустической.

Гидродинамическая К. Для идеальной однородной жидкости вероятность образования пузырьков за счёт разрыва жидкости становится заметной при больших растягивающих напряжениях; так, напр., теор. прочность на разрыв воды равна 1,5•108 Па (—1500 кгс/см2). Реальные жидкости менее прочны. Макс. растяжение тщательно очищенной воды, достигнутое при растяжении воды при 10°С, составляет — 2,8•107 Па (— 280 кгс/см2). Обычно же разрыв возникает при давлениях, лишь немного меньших давления насыщ. пара. Низкая прочность реальных жидкостей связана с наличием в них т. н. кавитац. зародышей: микроскопич. газовых пузырьков, тв. ч-ц с трещинами, заполненными газом, и др. Мельчайшие пузырьки газа или пара, двигаясь с потоком и попадая в область давления рдействие поверхностного натяжения и давления в жидкости.В результате на участке потока с пониженным давлением (напр., в трубе с местным сужением) создаётся довольно чётко ограниченная «кавитац. зона», заполненная движущимися пузырьками.

После перехода в зону повыш. давления рост пузырька прекращается, и он начинает сокращаться. Если пузырёк содержит достаточно много газа, то по достижении им мин. радиуса он восстанавливается и совершает неск. циклов затухающих колебаний, а если газа мало, то пузырёк захлопывается полностью в первом периоде жизни.

Сокращение кавитац. пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается звук. импульсом (своего рода гидравлическим ударом) 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 неск. сотен Гц до сотен и тысяч кГц. Если кавитац. каверна захлопывается вблизи от обтекаемого тела, то многократно повторяющиеся удары приводят к разрушению (к т. н. кавитац. эрозии) поверхности обтекаемого тела — лопастей гидротурбин, гребных винтов кораблей (рис.) и др. гидротехн. устройств.

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

где р — гпдростатич. давление набегающего потока, рн— давление насыщ. пара, r — плотность жидкости,

Участок разрушенной поверхности гребного винта.

v?— скорость жидкости при достаточном удалении от тела. Этот параметр наз. «числом кавитации», служит одним из критериев подобия при моделировании гидродинамич. течений. Увеличение скорости потока после начала К. вызывает быстрое возрастание кол-ва кавитац. пузырьков, затем происходит их обьединение в общую кавитац. каверну, после чего течение переходит в струйное (см. СТРУЯ).

Если внутрь каверны через тело, около к-рого возникает К., подвести атм. воздух или иной газ, то размеры каверны увеличатся. При этом установится течение, к-рое будет соответствовать числу кавитации, определяемому уже не давлением насыщенного водяного пара рн, а давлением газа внутри каверны рк, т. е. c=(p?-pк)/rv2?. Т. к. величина рк может быть много больше рн, то в таких условиях при малых скоростях набегающего потока можно получать течения, соответствующие очень низким значениям c, т. е. сильному развитию К. Так, при движении тела в воде со скоростью 6—10 м/с хар-р его обтекания может соответствовать скоростям до 100 м/с. Кавитац. течения, получающиеся в результате подвода газа внутрь каверны, наз. искусственной К.

Гидродинамич. К. может сопровождаться рядом физ.-хим. эффектов, напр. искрообразованием и люминесценцией. Обнаружено влияние электрич. тока и магн. поля на К., возникающую при обтекании цилиндра в гидродинамич. трубе.

К. оказывает вредное влияние на работу гидротурбин, жидкостных насосов, гребных винтов кораблей, жидкостных систем высотных самолётов и т. д., снижает их кпд и приводит к разрушениям. К. может быть уменьшена при увеличении гидростатич. давления, напр. помещением устройства на достаточной глубине по отношению к свободной поверхности жидкости, а также подбором соответствующих форм элементов конструкции, при к-рых вредное влияние К. уменьшается. Эксперим. исследования К. проводятся в гидродинамич. трубах, оборудованных системой регулирования статич. давления (т. н. кавитац. Трубы).

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.

КАВИТАЦИЯ

(от лат. cavitas - пустота) - образование в капельной жидкости разрывов сплошности с появлением полостей (т. н. кавитац. пузырьков), заполненных газом, паром или их смесью, в результате местного понижения давления.

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

Если понижение давления происходит вследствие возникновения больших местных скоростей в потоке движущейся жидкости, то К. наз. гидродинамической, а если вследствие прохождения акустич. волн, то акустической (см.Кавитацияакустическая).Гидродинамич. К. возникает в тех участках потока, где давление понижается до нек-рого критич. давления р_кр. Минимумы давления возникают на криволинейных твёрдых телах, а при наличии сильной завихренности - и во внутр. областях жидкости. При этом присутствующие в жидкости пузырьки газа или пара (рис. 1), двигаясь с потоком жидкости и попадая в области давления р кp,приобретают способность к неогранич. росту. После перехода в область, где p>p_кррост пузырька прекращается и он начинает сокращаться. Если пузырёк содержит достаточно много газа, то по достижении им мин. радиуса он восстанавливается и совершает неск. циклов затухающих колебаний, а если мало, то пузырёк замыкается полностью в 1-м периоде жизни.

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

Т. о., вблизи обтекаемого тела создаётся довольно чётко ограниченная зона, заполненная движущимися пузырьками (рис. 2). Сокращение кавитац. пузырька происходит с большой скоростью и сопровождается звуковым импульсом тем более сильным, чем меньше газа содержит пузырёк. жидкость была идеально однородной, а поверхность тела, с к-рым она граничит, идеально симметричной, то разрыв происходил бы при давлении значительно более низком, чем давление насыщенного пара жидкости, при к-ром жидкость становится метастабильной. Прочность воды на разрыв, вычисленная при учёте тепловых флуктуации, равна 1500 кг/см². Реальные жидкости менее прочны. Макс, растяжение тщательно очищенной воды, достигнутое при темп-ре воды 10 °С, составляет 280 кг/см². Обычно же разрыв возникает при давлениях лишь немного меньших давлений насыщ. пара. Низкая прочность реальных жидкостей связана с наличием в них т. н. кавитац. зародышей: плохо смачиваемых участков поверхности обтекаемого тела, твёрдых частиц, частиц с трещинами, заполненными газом, микроскопич. газовых пузырьков, предохраняемых от растворения мономолекулярными органич. плёнками, ионных образований. 0, содержащего водяной пар при давлении насыщения р_н,то статич. давление, при к-ром он теряет устойчивость и начинает неограниченно расширяться, выражается ф-лой

гдер₀-равновесное внеш. давление, R - радиус расширяющегося пузырька, s - поверхностное натяжение жидкости. Движение границы зародыша в предположения, что жидкость идеальна и несжимаема, а течение около пузырька сферически симметрично и изменение объёма газа происходит адиабатически, описывается ур-нием

где g - показатель адиабаты, r - массовая плотность жидкости. Решение ур-ния (2) имеет важные приложения в вопросах кипения перегретых жидкостей, акустич. кавитации, кавитац. эрозии и т. д. (гдер_:иv_:- давление и скорость набегающего потока), к-рое служит одним из критериев подобия, моделирующих гидродинамич. течения. При моделировании наступления К. по числу (наблюдается масштабный эффект, заключающийся в более раннем возникновении К. при испытаниях с большей скоростью или на телах больших размеров. приближённо обратно пропорционально (, тогда как сопротивление тела, образующего каверну, слабо зависит от (.Если внутрь каверны через тело, около к-рого возникает К., подвести атм. воздух или иной газ, то размеры каверны увеличиваются. При этом установится течение, к-рое будет соответствовать числу К., определяемому уже не давлением насыщ. водяного пара р_н, а давлением газа внутри каверны р_к:Всплывание и деформация такой кавитационной каверны будут определятьсяФруда числомFr=v²_:/gd,гдеg- ускорение силы тяжести, ad -нек-рый характерный линейный размер. Т. к. р_кможет быть много больше р_н,то в таких условиях возможно при малых скоростях набегающего потока получать тeчения, соответствующие очень низким значениям (,т. е. глубоким степеням развития К. Так, при движении тела в воде со скоростью 6-10 м/с можно получить его обтекание, соответствующее скоростям до 100 м/с. Кавитац. течения, получающиеся в результате подвода газа внутрь каверны, наз. искусств. К. Однако полное моделирование методом искусств. К. получить не удаётся, т. к. практически невозможно одновременно получить малые значения (и большие Fr,а также смоделировать процесс уноса газа из каверны. меры к избежанию К. Если это оказывается невозможным, то в нек-рых случаях полезно усилить развитие К., создать т. н. режим суперкавитации, отличающийся струйным характером обтекания, и, применив спец. профилирование лопастей, обеспечить благоприятные условия работы механизмов. Развитие К. в гидросистемах ракет может приводить к автоколебаниям и оказывать воздействие, напр., на продольную устойчивость коpпуса ракеты.
Рис. 3. Участок разрушенной поверхности гребного винта.

Теория эрозионного процесса не завершена. Наиб, распространённая точка зрения на природу явления состоит в том, что оно обусловлено многократным воздействием на поверхность обтекаемого тела ударных давлений, сопровождающих схлопывание кавитац. пузырьков; окислит. процессы также играют нек-рую роль. Лит.: Седов Л. И., Плоские задачи гидродинамики и аэродинамики, 2 изд., М., 1966; Корнфельд М., Упругость и прочность жидкостей, М.- Л., 1951; Горшков А. С., Русецкий А. А., Навигационные трубы, 2 изд., Л., 1972; Перник А. Д., Проблемы кавитации, 2 изд., Л., 1966: Искусственная кавитация, Л..1971:Каэпп Р.,Дейли Дж., Xэммит Ф., Кавитация, пер. о англ., М., 1974; Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей, Л., 1975; Левковский Ю. Л., Структура навигационных течений, Л., 1978; Иванов А. Н., Гидродинамика развитых кавитационных течений, Л., 1980.А. Д. Перник.

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1988.

Синонимы:

суперкавитация

кавитация—от лат. cavitas пустота образование в капельной жидкости полостей заполненных газом паром или их смесью так называемых кавитационных пузырьков или каверн. Кавитационные ...Большая Советская энциклопедия II
кавитация—cavitation...Большой русско-английский словарь биологических терминов
кавитация—сущ. жен. рода...Большой русско-украинский словарь
кавитация—от лат. cavitas пустота нарушение сплошности внутри жидкости т. е. образование в капельной жидкости полостей заполн. газом паром или их смесью т. н. кавитац. пузырьков ...Большой энциклопедический политехнический словарь
кавитация—КАВИТАЦИЯ от лат. cavitas пустота образование в жидкости полостей кавитационных пузырьков или каверн заполненных газом паром или их смесью. Кавитация возникает в резуль...Большой Энциклопедический словарь V
кавитация—от лат. cavitas пустота образование в жидкости полостей заполненных газом паром или их смесью т.н. кавитационных пузырьков или каверн в резте местного уменьшения давлени...Военный энциклопедический словарь
кавитация—от лат. cavitas пустота образование в жидкости полостей кавитац. пузырьков или каверн заполненных газом паром или их смесью. К. возникает в результате местного понижения...Естествознание. Энциклопедический словарь
кавитация—и ж. спец.em Образование в капельной жидкости внутренних разрывов полостей и последующее быстрое подобное взрыву их исчезновение.[От лат. cavitas пустота] суперкавитация...Малый академический словарь
кавитация—КАВИТАЦИЯ Cavitation явление образования движущимся телом незаполненного водой пространства в виде борозды может иметь место при значительных скоростях хода судна когда ...Морской словарь
кавитация—Начальная форма Кавитация единственное число женский род именительный падеж неодушевленное...Морфологический разбор существительных
кавитация—кавитация ж. Образование в быстро движущейся жидкости пузырьков заполненных газом паром или их смесью ведущее к разъеданию металлических частей судовых гребных винтов вод...Новый толково-словообразовательный словарь русского языка
кавитация—кавитация кавитация и...Орфографический словарь
кавитация—u жu Р.u Д.u Пр.u кавитации суперкавитация...Орфографический словарь русского языка
кавитация—кавитация кпршктену...Орысша-қазақша «Энергетика» терминологиялық сөздік
кавитация—cavitation...Политехнический русско-французский словарь
кавитация—кавитация кавитации кавитации кавитаций кавитации кавитациям кавитацию кавитации кавитацией кавитациею кавитациями кавитации кавитациях...Полная акцентуированная парадигма по Зализняку
кавитация—Орфографическая запись слова кавитация Ударение в слове кавитация Деление слова на слоги перенос слова кавитация Фонетическая транскрипция слова кавитация [квтаа] Характ...Полный фонетический разбор слов
кавитация—кавитация иСинонимы суперкавитация...Русский орфографический словарь
кавитация—кавитация f english cavitatipn deutsch Kavitation f franais cavitation f Синонимы суперкавитация...Русско-английский (-немецком, -французский) металлургический словарь
кавитация—cavitation...Русско-английский аэрокосмический словарь
кавитация—cavitation...Русско-английский машиностроительный словарь
кавитация—ж. cavitation ультразвуковая кавитация...Русско-английский медицинский словарь
кавитация—cavitation...Русско-английский морской словарь
кавитация—cavitation кавитация ж.ucavitationкавитация вызывает изъявление [эрозию] металла cavitation causes pittingкавитация охватывает значительную площадь cavitation spreads ...Русско-английский политехнический словарь
кавитация—f. суперкавитация...Русско-английский словарь математических терминов
кавитация—cavitation...Русско-английский словарь по авиации
кавитация—cavitation суперкавитация...Русско-английский словарь по машиностроению
кавитация—cavitation...Русско-английский словарь по нефти и газу
кавитация—ж. акустическая кавитация вихревая кавитация газовая кавитация гидродинамическая кавитация искусственная кавитация паровая кавитация пузырьковая кавитация ультразвуковая ...Русско-английский словарь по физике
кавитация—cavitation...Русско-английский словарь по электронике
кавитация—cavitation...Русско-английский строительный словарь
кавитация—cavitation акустическая кавитация кавитация акустическая паровая кавитация пленочная кавитация пузырчатая кавитацияСинонимы суперкавитация...Русско-английский технический словарь
кавитация—cavitation...Русско-английский химический словарь
кавитация—Кавтацыя...Русско-белорусский словарь
кавитация—физ.i кавтацыя жен.i...Русско-белорусский словарь II
кавитация—кавтаuцыя цы кавитация акустическая...Русско-белорусский словарь математических, физических и технических терминов
кавитация—кавтацыя цы...Русско-белорусский физико-математический словарь
кавитация—ж. cavitazione f акустическая кавитация кавитация винта вызванная ультразвуком кавитация гидродинамическая кавитация...Русско-итальянский политехнический словарь
кавитация—кавитация...Русско-казахский терминологический словарь «Архитектура и строительство»
кавитация—кавитация...Русско-казахский терминологический словарь «Водное хозяйство»
кавитация—кавитация...Русско-казахский терминологический словарь «Машиностроение»
кавитация—кавитация...Русско-казахский терминологический словарь «Пищевая промышленность и бытовое обслуживание»
кавитация—кавитация сйыты штен кпршектену...Русско-казахский химико-технологический терминологический словарь
кавитация—Синонимы суперкавитация...Русско-китайский словарь
кавитация—kavitcija...Русско-латышский словарь
кавитация—Abreien Hohlraumbildung Hohlsog Kavitation...Русско-немецкий политехнический словарь
кавитация—Hohlraumbildung Kavitation...Русско-немецкий словарь по химии и химической технологии
кавитация—Hohlraumbildung Kavitation...Русско-немецкий химический словарь
кавитация—kavitasyon...Русско-турецкий словарь по строительству и архитектуре
кавитация—физ. кавтаця ультразвуковая кавитация Синонимы суперкавитация...Русско-украинский политехнический словарь
кавитация—образования пустот в движущейся жидкости cavitation...Русско-французский словарь по химии
кавитация—kavitace...Русско-чешский словарь
кавитация—кавитация иСинонимы суперкавитация...Русское словесное ударение
кавитация—образование на лопастях быстровращающегося винта в водной среде разрежнных полостей заполненных воздухом кавитационные пузырьки которые вызывают уменьшение коэффициента п...Словарь военных терминов
кавитация—кавитация лат. cavitas cavitatis углубление полость образование пузырьков заполненных газом паром или их смесью в результате уменьшения давления в быстро движущейся жидко...Словарь иностранных слов русского языка
кавитация—Impingement attack Кавитация. Коррозия связанная с турбулентным течением жидкости. Может быть ускорена погруженными газовыми пузырьками. Источник Металлы и сплавы. Справ...Словарь металлургических терминов
кавитация—Cavitation Кавитация. Образование в жидкости полостей или пузырьков заполненных паром или газом или их смесью. Кавитация происходит изза падения статического давления в ...Словарь металлургических терминов
кавитация—кавитация сущ. колво синонимов суперкавитация фотокавитация Словарь синонимов ASIS.В.Н. Тришин. . Синонимы суперкавитация...Словарь синонимов II
кавитация—КАВИТАЦИЯ от лат . cavitas пустота образование в жидкости полостей кавитационных пузырьков или каверн заполненных газом паром или их смесью. Кавитация возникает в резуль...Современный энциклопедический словарь
кавитация—кавитация [lt лат. cavitas cavitatis углубление полость] образование пузырьков заполненных газом паром или их смесью в результате уменьшения давления в быстро движущейся...Толковый словарь иностранных слов
кавитация—КАВИТАЦИЯ ж. Образование в быстро движущейся жидкости пузырьков заполненных газом паром или их смесью ведущее к разъеданию металлических частей судовых гребных винтов вод...Толковый словарь русского языка
кавитация—Ударение в слове кавитацияУдарение падает на букву аБезударные гласные в слове кавитация...Ударение и правописание
кавитация—кавитация кавитации кавитации кавитаций кавитации кавитациям кавитацию кавитации кавитацией кавитациею кавитациями кавитации кавитациях Источник Полная акцентуированная п...Формы слова
кавитация—Итак Икт Вятка Вица Витя Вития Вита Вит Вика Ватка Вата Вакация Вакат Кава Кавитация Вак Ваия Катя Ква Квит Акт Кит Аки Цата Цик Авиатик Авиа Ява Явка Яик Авиация Тик Авт...Электронный словарь анаграмм русского языка
кавитация—[cavitation] лат. cavitas пустота образование в капельной жидкости полостей заполненных газом паром или их смесью так называемых кавитационных пузырьков или каверн. Кав...Энциклопедический словарь по металлургии
кавитация—КАВИТАЦИЯобразование газовых пузырьков в жидкости. Термин был введен ок. британским инженером Р.Фрудом. Если давление в какойлибо точке жидкости становится равным давлен...Энциклопедия Кольера II
кавитация—Кавитация физическое явление наблюдающееся в зонах разрыва сплошности жидкости и характеризующееся образованием и последующим захлопыванием парогазовых пузырьков. Приме...Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов