لینک دانلود " MIMI file " پایین همین صفحه
تعداد صفحات : " 46 "
فرمت فایل : " word "
فهرست مطالب :
- معرفی پدیده کاویتاسیون
- تعریف و اساس فرآیند کاویتاسیون
- تقسیم‌بندی کاویتاسیون
- اثرها و اهمیت کاویتاسیون
- اندیکس کاویتاسیون
- شکل‌گیری کاویتاسیون
- روش‌های مطالعه کاویتاسیون
- روش‌های تشخیص کاویتاسیون
- روش‌های سنتی برای کاهش خسارات کاویتاسیون
- عوامل مؤثر در خسارت ناشی از کاویتاسیون بر روی سطح
بخشی از فایل :
معرفی پدیده کاویتاسیون
تاریخچه
نیوتن اولین فردی بود که بطور تصادفی در سال 1754 در حین آزمایش عدسیهای محدب به پدیده کاویتاسیون و تشکیل حباب در مایعات برخورد کرد ولی نتوانست علت آن را شناسایی کند. او مشاهدات خود را چنین بیان کرده است:
«در مایع بین عدسیها، حبابهایی به شکل هوا بوجود آمده و رنگهایی شبیه به هم تولید کرده که این حبابها نمیتواند از جنس هوا باشد زیرا مایع قبلاً هوا زدایی شده است.»
نیوتن تشخیص داد که این عمل نتیجه بیرون آمدن هوا در اثر کاهش فشار است و حبابها دوباره نمیتواننددر مایع حل شوند و در نتیجه پدیده کاویتاسیون را باعث خواهند شد.
مهندسان کشتیسازی در قرن نوزدهم به شکل عجیبی برخورد کردند. آن این بود که پیچهای توربینها که به آب دریا در تماس بودند بعد از مدتی باز میشدند، آنها نتوانستند هیچ دلیل قانع کنندهای برای این عمل پیدا کنند.
رینولدز در سال 1875 این مشکل را حل کرد، او یکسری آزمایشات کلاسیک روی یک مدل به طول 30 اینچ انجام داد که دارای پیچهایی به طول 2 اینچ با فنر قابل تنظیم بودند. او دریافت که وقتی طول پیچها زیاد شود عمل باز شدن رخ نمیدهد. او اظهار داشت که هوای وروید پشت تیغه پره باعث کاهش قرت پروانه میشود. خودش یک مورد معروف را که شاهکاری در صنعت کشتیسازی است، طراحی کرد که سرعت آن برابر 27 کره بود.
اولین مشاهدات مکتوبی که در توربینهای بخار ثبت شده توسط Parson است و در گزارشاتش چنین آورده است:
«لرزش پروانه بیشتر و راندمان آن کمتر از حدی است که محاسبات نشان میدهد، از بررسی روی سطوح تیغهها معلوم شد که حبابهایی در پشت تیغه توربین آب را پاره میکند، جنس حبابها از هوا و بخار آب نیست و قسمت اعظم قدرت موتور صرف تشکیل و نگهداشتن آنها به جای راندن کشتی میشود.»
Parson Barnaby و Thornycroft Barnaby مقالههایی در این زمینه نوشتهاند و پدیده مذکور را شرح دادهاند و نتیجهگیری کردهاند که وقتی فشار اطراف تیغهها از یک حد ویژهای پایینتر رود حفرهها و ابرهای حبابی در پروانهها بوجود میآید. Thronycroft Barnaby اولین کسانی بودند که مقالات خود از لغت کاویتاسیون (cavitation) استفاده کردند. آنها اظهار داشتهاند که وقتی فشار منفی کمتر از psi75/6 شود این اتفاق رخ میدهد.
برای آزمایش و مشاهده کاویتاسیون، تجربیات Parson و تلاشهای Turbinia آنها را به ساخت و طراحی یک ماهی تابه سربسته محتوی آب که یک گوشه آن باز بود رهنمون کرد. این آزمایش مقدمهایی برای طراحی و ساخت اولین تونل کاویتاسیون در سال 1895 شد. این وسیله هنوز در دپارتمان آرشیتک دریایی و کشتیسازی دانشگاه Newcastle upon Tyne وجود دارد. این وسیله شامل مدار بسته بیضی شکلی از یک لوله مسی عمود بر سطح مقطع پروانه بود که بطور افقی به بالای عضو چرخاننده یک ماشین بخارکوچک متصل بود و سپس به یک موتور الکتریکی منتهی میشد. عکسبرداری بر روی پنجرهای که در بالای آن یک لامپ کمانی شکل قرار گرفته بود صورت میگرفت و بدین طریق مشاهده کاویتاسیون امکانپذیر بود.
Parson در سال 1910 یک تونل کاویتاسیون بزرگ در Newcastle upon Tyne ساخت که برای تست پروانههایی به قطر 12 اینچ در یک مدار بسته با طول مسیر جریان 66 فوت، قطر لوله اصلی 36 اینچ و سطح مقطعی به عرص 25/2 فوت و عمق 5/2 فوت بکار میرفت که دارای پنجره شیشهای قابل نمایش از یک نورافکن بزرگ و سرعت عکسبرداری 30000/1 ثانیه بود.
Hutton تنها فردی است که تاریخچه دقیق و شاخههای کاویتاسیون را با چندین مرجع کمیاب از محققان مربوطه تهیه کرده است.
تعریف و اساس فرآیند کاویتاسیون
به تشکیل و فعالیت حباب در مایع کاویتاسیون گویند. وقتی مایع در فشار ثابت، به اندازه کافی گرم شود یا هنگامی که در دمای ثابت، متوسط فشار استاتیکی یا دینامیکیاش به اندازه کافی کاهش یابد، حبابهایی از بخار و یا گاز بخار تشکیل میشود بطوری که حتی با چشم هم گاهی اوقات قابل مشاهده است. با کاهش فشار یا افزایش دما، اگر حباب تنها شامل گاز باشد ممکن است با نفوذ گازهای غیرمحلول ازمایع به حباب، منبسط شود. ولی اگر حباب بیشتر از بخ ار پر شده باشد، اگر به اندازه کافی کاهش فشار محیط دردمای ثابت صورت بگیرد، یک انفجار تبخیری از سمت داخل حباب اتفاق میافتد که به این پدیده کاویتاسیون میگویند. در حالی که برای حباب پر شده از بخار، بالا رفتن دما باعث رشد پیوسته آن خواهد شد که آن را جوشش مینامند.
تحقیق - کاویتاسیون