Моделирование кавитационно-эрозионных процессов, возбуждаемых струйными гидродинамическими излучателями

• Автор: Родионов, Виктор Петрович
• Шифр специальности: 05.02.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 345 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ

Введение
Глава 1. Анализ современного состояния проблемы . .
1.1. Кавитационно-эрозионное изнашивание материалов деталей
машин
1.2. Особенности гидроабразивного изнашивания материалов и
оборудования
1.3. Моделирование процессов эрозионного изнашивания
материалов
1.4. Перспективы «полезного» использования кавитации в
промышленном производстве
1.5. Выводы
1.6. Постановка задачи исследования
Глава 2. Разработка универсальной установки и методов исследования струйной кавитации
2.1. Основные факторы, сопровождающие процесс кавитации
2.2. Принципы выбора универсальной установки
2.3. Универсальная установка
2.4. Стенд для испытаний материалов в условиях изнашивания
при струйной кавитации .
2.5. Выбор и обоснование методик исследования струйной кавитации
2.6. Выводы
Глава 3. Моделирование кавитации, возбуждаемой струйными гидродинамическими излучателями
3.1. Теоретические модели и экспериментальные данные анализа
процесса кавитационного истечения струй
3.2. Структурные особенности проявления кавитации в струйном
потоке
3.3. Закономерности влияния параметров кавитации на
гидродинамические характеристики струйного потока . .
3.4. Силовое воздействие кавитационной струи на преграду .
3.5. Влияние конструкции сопел на степень развития кавитаци •
3.6. Выводы
Глава 4. Основные закономерности кавитационно-эрозионного изнашивания материалов
4.1. Анализ некоторых особенностей изнашивания . . ,.
4.2. Результаты исследований основных закономерностей
кавитационной эрозии металлов . . . . . ..
4.3. Особенности эрозии неметаллических материалов . ..
4.4. Экспериментальные результаты по гидрообразивному изнашиванию материалов при струйной кавитации . . .
4.5. Влияние введения воздуха и пенообразующего вещества на
интенсивность кавитационной эрозии
4.6. Выводы
Глава 5. Моделирование процессов кавитационно-эрозионного изнашивания материалов .
5.1. Исходные уравнения кавитационно-эрозионного изнашивания
5.2. Математическая модель долговечности материалов . .
5.3. Анализ моделей изнашивания материалов при звуковой
кавитации
5.4. Сопоставление модели кавитационной эрозии с данными опытов
на установках и в натурных условиях
5.5. Модель внешнего импульсного воздействия в зонах ротационной
деформации
5.6. Выводы
Глава 6. Примеры использования полученных закономерностей струйной кавитации в промышленных вибротехнологиях .
6.1. Способы удаления наслоений на поверхностях материала . .
6.2. Гидродинамическая подводная очистка корпусов судов
6.3. Способ очистки внутренних поверхностей труб и устройства, их реализующие
6.4. Методика испытаний материалов на кавитационную стойкость
6.5. Использование кавитационных струй при выполнении водолазных ремонтных работ
6.6. Прочие области использования кавитационных струй
6.7. Выводы
Заключение
Литература .
Приложение 1. Акты испытаний разработанных способов и устройств Приложение 2. Акты внедрения результатов диссертационной работы в производство

общения ей энергии различают следующие виды струйно-эрозионной очистки: гидропескоструйную, пескоструйную, Дрооеструиную, гидродинамическую.
Гидроструйный, пескоструйный и дробеструйный способы очистки основаны на силовом воздействии на поверхность песка и дроби. К наиболее распространенным видам оборудования этих способов относятся:
— гидропеекосгруйные аппараты, работающие на смеси кварцевого песка с водой, имеющие производительность от 8 до 15 м2/ч;
— гидроагрегаты, которые осуществляют очистку струей воды, додаваемой к соплу пистолета под большим давлением. Способ эффективен для очистки обрастаний, легкой ржавчины и старой краски [48].
Традиционная механическая очистка корпусов судов имеет два несомненных недостатка, которые тормозят ее усовершенствование, вызывают затруднение в дальнейшем повышении производительности и степени чистоты поверхности, а также сильный шум, превышающий санитарные нормы. Значимость указанных недостатков возрастает в связи с общим научно-техническим прогрессом, обуславливающим высокие требования к качеству очистки поверхностей, а также большим вниманием к проблеме улучшения условий труда. Этих недостатков лишен гидродинамический способ очистки. Обладая многими положительными качествами по сравнению с механическими способами, гидродинамический способ имеет и недостаток, тормозящий его широкое применение: низкая производительность при очистке продуктов коррозии и старой краски, прочно сцепленных с металлом. Повысить производительность и качество очистки возможно путем использования как динамического, так и кавитационного эффекта, имеющего место при истечении затопленных высоконапорных струй. Испытания по применению кавитации для очистки поверхностей, проведенные в основном за рубежом, позволяют судить о перспективности ее применения. В то же время отсутствуют материалы исследований влияния фак-торов струйной кшштшдми на эрозионное разрушение материалов, что затру дня-ет эффективное применение ее для очистки поверхностей.