Механическое состояние электроразрядной камеры при мощном акустическом излучении в жидкость

• Автор: Ху Сяоян
• Шифр специальности: 01.02.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕЕШЕ
Краткое содержание работы
1. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ. ОПИСАНИЕ ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ И ЯВЛЕНИЯ ЭГЭ
1.1. Электроразрядные камеры, практическое применение явления ЭГЭ
1.2. Некоторые характеристики излучателей
I * V
1.3. Специфика акустического излучения в рабочую среду
1.4. Опытная конструкция разрядной камеры, основные
эксплуатационные требования
1.5. Выводы
2. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ
2.1. Функциональная устойчивость работы
2.1.1. Ударно-волновое воздействие жидкости
2.2. Влияние шероховатости на величину поверхностных сил твердого тела
2.3. Механическое свойства системы жидкость-твердое тело
2.3.1. Кавитационная стойкость, эрозия, особенности разрушения
2.3.2. Механизмы кавитационной эрозии
2.3.3. Основные факторы разрушения жидкости
2.3.4. Разрушение системы жидкость-стенка. Порог прочности жидкости
2.3.5. Механизмы кавитационной прочности жидкости. Оценка пороговых значений
2.3.6. Кавитационная активность жидкости
2.4. Выводы
3. МЕТОДЫ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ
3.1. Основные соотношения механики сплошных сред
3.2. Статические, динамические и волновые процессы
3.3. Учёт свойств материалов сред

3.4. Выбор программ численного моделирования и расчетных моделей
3.4.1. Применяемые алгоритмы решений
3.4.2. Сходимость программ, тестирование
3.4.3. Компьютерные технологии численного моделирования задачи
3.4.4. Обоснование расчетной модели кавитационного разрушения
3.4.5. Методика учета свойств материала при эрозионном разрушении
3.5. Выводы
4.МЕХАНИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ РАЗРЯДНОЙ КАМЕРЫ ПРИ
ЭКПЛУ АТ АЦИИ
4.1 .Моделирование процесса электроразряда
4.2. Тестирование методики определения давления на поверхности плиты
4.3. Анализ состояния камеры, нагруженной продуктами электровзрыва
4.3.1. Механическое состояние камеры
4.3.2. Определение звукового давления в жидкости
4.4. Влияние шероховатости поверхности и течения жидкости на разрушение материала при кавитации
4.4.1. Моделирование нагрузки
4.4.2. Напряженно—деформированное состояние материала поверхности
4.4.3. Особенности компьютерного моделирования
4.5. Выводы
5. ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАБОТОСПОСОБНОСТИ РАЗРЯДНЫХ КАМЕР
5.1. Причины отказов
5.2. Обсуждение параметров работы камеры
5.2.1. Анализ полученных результатов
5.2.2. Поведение компонент полной энергии
5.3. Мероприятия по снижению повреждаемости излучателей
5.4. Расчет ресурса конструкции
5.5. Методы прогнозирования остаточного ресурса
5.6. Направления повышения ресурса работы
5.7. Выводы

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ
2. ОСОБЕННОСТИ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КОНСТРУКЦИИ
При работе конструкций находящихся в жидких средах происходит их взаимодействие со средой. Рассмотрим некоторые особенности их функционирования на примере электроразрядной камеры, предназначенной для излучения волн большой мощности в среду.
2.1. Функциональная устойчивость работы
Работа конструкций, находящихся в какой либо среде, практически всегда сопровождается акустическим в неё излучением. Превышение требуемого уровня излучения нарушает задачу функциональной пригодности конструкции. Для гидроизлучателей — это невозможность генерирования звуковых волн в эксплуатационном режиме. Для камер электрогидравлической штамповки — это излучение звука с превышением допустимых норм в производственные помещения предназначенные для работы персонала.
Анализ энергетических характеристик излучения буксируемой разрядной камеры показывает, что они превышают порог прочности воды. То есть, при работе будет происходить кавитационно-эрозионное разрушение поверхности конструкции. Эрозионная же активность пузырьков растет с увеличением статического давления, так как растут скорости схлопывания и плотность воды за счет уменьшение газосодержания. Следовательно, удельный импульс воздействий возрастает [2, 3, 8, 14].
Преобразование энергии излучения, затраченной на разрыв сплошности жидкости во время отрицательных фаз давления, в кинетическую энергию схло-пывающихся кавитационных пузырьков является основной причиной снижения эффективности излучателей. Концентрация энергии и трансформация мощности в малых объемах (до КГ6 мм3) за короткое время (от 1СГб с) приводит к потере акустической мощности [15, 41]. Происходит её поглощение и рассеяние в зоне кавитационного кластера из пузырьков, искажение характера направленности