Книжная полка Сохранить
Размер шрифта:
А
А
А
|  Шрифт:
Arial
Times
|  Интервал:
Стандартный
Средний
Большой
|  Цвет сайта:
Ц
Ц
Ц
Ц
Ц

Современные энергосберегающие и экологичные технологии ремонта и восстановления систем коммунального хозяйства

Покупка
Основная коллекция
Артикул: 721945.01.99
Представлены технологии очистки поверхностей объектов ЖКХ от наслоений и обрастаний экологически чистым способом — с помощью высоконапорных потоков воды и вибротехнологий: описаны соответствующие устройства. Рассмотрены направления использования экологичных технологий для очистки систем канализации- котлов и теплообменников, фильтров водозаборных сооружений. Приведены примеры практического применения авторских разработок в данной области. Для специалистов, чья деятельность связана с ремонтом и восстановлением систем ЖКХ. а именно с очисткой внешних и внутренних поверхностей труб котлов, канализации и оборудования водоносных скважин от наслоений и обрастаний.
Родионов, В.П. Современные энергосберегающие и экологичные технологии ремонта и восстановления систем коммунального хозяйства : монография / В.П. Родионов. - Москва : Инфра-Инженерия, 2019. - 120 с. - ISBN 978-5-9729-0275-0. - Текст : электронный. - URL: https://znanium.com/catalog/product/1053321 (дата обращения: 22.11.2024). – Режим доступа: по подписке.
Фрагмент текстового слоя документа размещен для индексирующих роботов
ǰ. ǽ. ǾȜȒȖȜțȜȐ 
ǿȜȐȞȓȚȓțțȩȓ ȫțȓȞȑȜȟȏȓȞȓȑȎȬȧȖȓ  
Ȗ ȫȘȜșȜȑȖȥțȩȓ ȠȓȣțȜșȜȑȖȖ  
ȞȓȚȜțȠȎ Ȗ ȐȜȟȟȠȎțȜȐșȓțȖȭ ȟȖȟȠȓȚ  
ȘȜȚȚȡțȎșȪțȜȑȜ ȣȜȕȭȗȟȠȐȎ
ǺȜțȜȑȞȎȢȖȭ 
Инфра-Инженерия 
Москва - Вологда 
2019 
1 




ФЗ 
№ 436-ФЗ 
Издание не подлежит маркировке  
в соответствии с п. 1 ч. 2 ст. 1 
УДК  62.276.1/.4622.279.23/.4 (075.8) 
ББК  33.36 
 
Р  60 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Родионов В. П. 
Р 60  Современные энергосберегающие и экологичные технологии ремонта  
и восстановления систем коммунального хозяйства: монография /  
В. П. Родионов. - М.: Инфра-Инженерия, 2019. - 120 с. 
 
 
ISBN 978-5-9729-0275-0 
 
 
 
 
Представлены технологии очистки поверхностей объектов ЖКХ от наслоений и обрастаний экологически чистым способом ² с помощью высоконапорных потоков воды и вибротехнологий; описаны соответствующие устройства. 
Рассмотрены направления использования экологичных технологий для очистки 
систем канализации, котлов и теплообменников, фильтров водозаборных сооружений. Приведены примеры практического применения авторских разработок  
в данной области.  
Для специалистов, чья деятельность связана с ремонтом и восстановлением 
систем ЖКХ, а именно с очисткой внешних и внутренних поверхностей труб  
котлов, канализации и оборудования водоносных скважин от наслоений и обрастаний. 
 
 
‹ Родионов В. П., автор, 2019 
‹ Издательство «Инфра-Инженерия», 2019 
 
ISBN 978-5-9729-0275-0 
 
2 
 


ǼȑșȎȐșȓțȖȓ 
ǰȐȓȒȓțȖȓ 
........................................................................................................ 
5
DZǹǮǰǮ 1.  ǰȩȟȜȘȜțȎȝȜȞțȩȓ ȑȖȒȞȜȟȠȞȡȗțȩȓ ȝȜȠȜȘȖ  
Ȗ ȟȜȕȒȎȬȧȓȓ Ȗȣ ȜȏȜȞȡȒȜȐȎțȖȓ ................................... 
6
1.1.  
Ǽȏȧȓȓ ȝȜțȭȠȖȓ Ȝ ȟȠȞȡȗțȩȣ ȝȜȠȜȘȎȣ 
..................................... 
6 
1.2.  
ǸȎȐȖȠȎȤȖȭ Ȗ ȟȡȝȓȞȘȎȐȖȠȎȤȖȭ Ȑ ȟȠȞȡȗțȩȣ ȝȜȠȜȘȎȣ 
.............. 
9 
1.3.  
ǮȑȞȓȑȎȠȩ Ȗ ȟȖȟȠȓȚȩ Ȓșȭ ȟȜȕȒȎțȖȭ ȐȩȟȜȘȜțȎȝȜȞțȩȣ  
ȟȠȞȡȗțȩȣ ȝȜȠȜȘȜȐ ..................................................................... 
17 
1.4.  
ȀȓȣțȜșȜȑȖȥȓȟȘȖȓ ȎȟȝȓȘȠȩ ȐȕȎȖȚȜȒȓȗȟȠȐȖȭ ȟȠȞȡȗțȩȣ  
ȝȜȠȜȘȜȐ ȟ ȝȞȓȑȞȎȒȜȗ .............................................................. 
19 
1.5.  
ǸȎȥȓȟȠȐȓțțȩȓ ȎȟȝȓȘȠȩ ȟȠȞȡȗțȩȣ ȟȖȟȠȓȚ .......................... 
23 
DZǹǮǰǮ 2.  ǿȜȐȞȓȚȓțțȩȓ ȠȓȣțȜșȜȑȖȖ ȞȓȚȜțȠȎ ȘȜȠșȜȐ  
Ȗ ȠȓȝșȜȜȏȚȓțțȖȘȜȐ ........................................................... 
25
2.1.  
ǸȞȎȠȘȖȗ ȜȏȕȜȞ ȠȓȝșȜȐȩȣ ȫțȓȞȑȓȠȖȥȓȟȘȖȣ ȟȖȟȠȓȚ  
ȘȜȚȚȡțȎșȪțȜȑȜ ȣȜȕȭȗȟȠȐȎ ..................................................... 
25 
2.2.  
ǽȞȜȏșȓȚȎ ȝȜȠȓȞȖ ȠȓȝșȎ Ȑ ȟȖȟȠȓȚȎȣ țȎȑȞȓȐȎ ȘȜȠșȜȐ 
Ȗ ȠȓȝșȜȜȏȚȓțțȖȘȜȐ 
................................................................. 
30 
2.3.  
ǼȏȧȖȓ ȚȓȠȜȒȩ, ȖțȟȠȞȡȚȓțȠ Ȗ ȝȞȖȟȝȜȟȜȏșȓțȖȭ  
Ȓșȭ ȐȜȟȟȠȎțȜȐșȓțȖȭ ȞȎȏȜȠȜȟȝȜȟȜȏțȜȟȠȖ ȘȜȠșȜȐ  
Ȗ ȠȓȝșȜȜȏȚȓțțȖȘȜȐ 
................................................................. 
35 
2.4.  
ǽȞȖȚȓȞȩ ȖȟȝȜșȪȕȜȐȎțȖȭ ȫȘȜșȜȑȖȥȓȟȘȖ ȥȖȟȠȩȣ  
ȠȓȣțȜșȜȑȖȗ ȜȥȖȟȠȘȖ ȝȜȐȓȞȣțȜȟȠȓȗ ȘȜȠșȜȐ  
Ȗ ȠȓȝșȜȜȏȚȓțțȖȘȜȐ 
................................................................. 
41 
DZǹǮǰǮ 3.  ȀȓȣțȜșȜȑȖȖ ȐȜȟȟȠȎțȜȐșȓțȖȭ ȟȖȟȠȓȚ  
ȐȜȒȜȜȠȐȓȒȓțȖȭ Ȗ ȘȎțȎșȖȕȎȤȖȖ 
.................................... 
59 
3.1.  
ǸȎțȎșȖȕȎȤȖȜțțȩȓ ȟȓȠȖ ȑȜȞȜȒȜȐ 
.......................................... 
59 
3.2.  
ǿȜȐȞȓȚȓțțȩȓ ȟȝȜȟȜȏȩ ȜȥȖȟȠȘȖ  
ȘȎțȎșȖȕȎȤȖȜțțȩȣ ȠȞȡȏ ........................................................... 
65 
3.3.  
ȅȎȟȠȜ ȐȟȠȞȓȥȎȬȧȖȓȟȭ ȝȞȜȏșȓȚȩ ȜȏȧȓȑȜȞȜȒȟȘȖȣ  
ȟȖȟȠȓȚ ȘȎțȎșȖȕȎȤȖȖ Ȗ Ȗȣ ȞȓȦȓțȖȓ ................................... 
70 
3.4.  
ȀȓșȓȐȖȕȖȜțțȩȓ ȘȜȚȝșȓȟȩ ȘȜțȠȞȜșȭ Ȗ ȐȟȝȜȚȜȑȎȠȓșȪțȩȓ 
ȫșȓȚȓțȠȩ ȝȞȖ ȝȞȜȐȓȒȓțȖȖ ȜȥȖȟȠȘȖ ȘȎțȎșȖȕȎȤȖȖ .......... 
73 
3.5.  
ǿȝȜȟȜȏȩ ȜȥȖȟȠȘȖ ȒȜȚȜȐȩȣ ȟȖȟȠȓȚ..................................... 
74 
3 




DZǹǮǰǮ 4.  ǿȜȐȞȓȚȓțțȩȓ ȫȘȜȠȓȣțȜșȜȑȖȖ  
Ȓșȭ ȐȜȟȟȠȎțȜȐșȓțȖȭ ȒȓȏȖȠȎ  
ȐȜȒȜȕȎȏȜȞțȩȣ ȟȘȐȎȔȖț 
................................................... 
77 
4.1.  
ǰȜȒȜȕȎȏȜȞțȩȓ ȟȘȐȎȔȖțȩ 
....................................................... 
77 
4.2.  
ǺȓȠȜȒȖȘȖ ȞȓȚȜțȠȎ ȎȞȠȓȕȖȎțȟȘȖȣ  
ȐȜȒȜțȜȟțȩȣ ȟȘȐȎȔȖț 
............................................................... 
82 
4.3.  
ȀȓȣțȜșȜȑȖȖ ȐȜȟȟȠȎțȜȐșȓțȖȭ ȒȓȏȖȠȎ  
ȐȜȒȜțȜȟțȩȣ ȟȘȐȎȔȖț 
............................................................... 
87 
4.4.  
ǿȜȐȞȓȚȓțțȎȭ ȑȖȒȞȜȘȎȐȖȠȎȤȖȜțțȎȭ ȫȘȜȠȓȣțȜșȜȑȖȭ  
ȜȏȞȎȏȜȠȘȖ ȝȞȜȒȡȘȠȖȐțȩȣ ȝșȎȟȠȜȐ Ȗ ȢȖșȪȠȞȜȐ 
................. 
92 
DZǹǮǰǮ 5.  ǽȞȖȚȓȞȩ ȚȜȏȖșȪțȩȣ ȑȖȒȞȜȒȖțȎȚȖȥȓȟȘȖȣ  
ȘȜȚȝșȓȘȟȜȐ ............................................................................ 
99 
5.1.  
ǺȜȏȖșȪțȩȗ ȘȜȚȝșȓȘȟ Ȓșȭ ȜȥȖȟȠȘȖ ȘȜȠșȜȐ,  
ȠȓȝșȜȜȏȚȓțțȖȘȜȐ Ȗ ȘȎțȎșȖȕȎȤȖȖ ....................................... 
99 
5.2.  
ǺȜȏȖșȪțȩȓ ȘȜȚȝșȓȘȟȩ, ȎȘȠȖȐțȜ ȞȎȏȜȠȎȬȧȖȓ  
Ȑ ǾȜȟȟȖȖ ................................................................................... 
107 
5.2.1.  ǺȜȏȖșȪțȩȗ ȘȜȚȝșȓȘȟ Ȓșȭ ȜȥȖȟȠȘȖ ȘȎțȎșȖȕȎȤȖȖ  
țȎ ȏȎȕȓ ǸȞǮǵȎ ȟ țȎȟȜȟțȩȚ ȎȑȞȓȑȎȠȜȚ  
DZȞȜȕțȓțȟȘȜȑȜ țȎȟȜȟțȜȑȜ ȕȎȐȜȒȎ ....................................... 
107 
5.2.2.  ǺȜȏȖșȪțȩȗ ȘȜȚȝșȓȘȟ Ȓșȭ ȜȥȖȟȠȘȖ ȐȜȒȜțȜȟțȩȣ 
ȟȘȐȎȔȖț ǼǼǼ «ǸȞȜțȎ ȝșȬȟ» (ȑ. ǺȜȟȘȐȎ) ......................... 
107 
5.2.3.  ǺȜȏȖșȪțȩȓ ȘȜȚȝșȓȘȟȩ, ȐȩȝȡȟȘȎȓȚȩȓ  
ǼǼǼ «DzȜȞȘȜȚȠȓȣțȖȘȎ» (ȑ. ǺȜȟȘȐȎ)  
Ȓșȭ ȞȎȕțȜȜȏȞȎȕțȜȑȜ ȝȞȖȚȓțȓțȖȭ ..................................... 
108 
ǿȝȖȟȜȘ șȖȠȓȞȎȠȡȞȩ ............................................................................. 
118 
 
 
 
 
4 
 




 
 
ǰȐȓȒȓțȖȓ 
XXI век диктует нам новые правила игры, ускоренный темп жизни.  
Новейшие высокие технологии стремительно врываются во все сферы нашей 
жизни. Планета живет и пульсирует, а вместе с ней и все мы. Решая глобальные 
проблемы, люди подчас не задумываются о том, что происходит рядом с ними, 
в домах и на предприятиях.  
Воспринимая как должное то, что в кране всегда есть чистая вода, и в домах зимой тепло, рядовые обыватели не беспокоятся о том, как все это хозяйство 
функционирует. Сегодня любой современный город пронизан разнообразными 
инженерными системами, как организм сосудами. И для нормальной жизни  
города необходима бесперебойная и слаженная работа всех этих систем.  
Системы тепло- и водоснабжения, канализации и прочие коммуникации 
часто работают на пределе, что приводит к их износу, засорению, уменьшению 
пропускной способности, снижению работоспособности, и, как следствие,  
либо к полному разрушению системы, либо к бытовой катастрофе. И в том  
и в другом случае нарушается цивилизованная жизнедеятельность города.  
Если представить на минуту, что может произойти с городом, если в нем 
одновременно откажут все инженерные коммуникации систем жизнеобеспечения, 
а именно канализация, отопление, водоснабжение и т. д., актуальность своевременной профилактики этих жизненно важных артерий города будет очевидной.  
В процессе эксплуатации внутренние поверхности трубопроводов обрастают ржавчиной, грязью, различного рода наслоениями и отложениями промышленных и бытовых отходов. Большое количество отложений приводит  
к тому, что инженерные системы и оборудование работают с низким КПД. 
Например, теплопроводность любой накипи более чем в 40 раз ниже теплопроводности металла. Слой накипи величиной 0,3-0,4 мм для котлов серии 
ДКВР очень опасен, а при толщине отложений более 0,5 мм эксплуатация котла 
практически невозможна, так как может привести к взрыву. Кроме того, накипь 
приводит к увеличению расхода топлива в несколько раз. 
Одним из эффективных средств удаления отложений является комплексная 
очистка оборудования и коммуникаций с применением современных экологически чистых способов, к примеру, гидродинамического, гидрокавитационного  
и других методов.  
Как правило, заменить систему дороже, чем ее очистить, а часто замена 
просто невозможна, и тогда очистка является единственным способом восстановления работоспособности системы. 
5 
 




DZǹ
ǹǮǰǮ 
1.  
ǰȩȟȜȘ
ȘȜțȎȝȜ
ȓ ȑȖȒȞȜ
ȜȟȠȞȡȗ
ȗțȩȓ ȝ
ȝȜȠȜȘȖ
Ȗ  
Ȗ
 ȟȜȕȒȎ
ȜȞțȩȓ
ȎȬȧȓȓ
ȓ Ȗȣ Ȝȏ
ȏȜȞȡȒ
ȒȜȐȎțȖ
Ȗȓ  
1.1. 
Ǽȏȧȓȓ
ȓ ȝȜțȭȠ
ȠȖȓ Ȝ ȟ
ȟȠȞȡȗțȩ
ȩȣ ȝȜȠȜ
ȜȘȎȣ 
ная стру
уя имеет 
место п
ечении ж
в среду
у  
Не
остью, че
ем плотно
ость веще
при исте
ества стр
уйного п
жидкости 
потока (к 
примеру,
, 
езатоплен
ей плотн
в воздуш
шную сред
ду).  
с меньш
воды ² 
Пр
ри турбул
стечения 
из сопла
а в струе 
возникаю
ют беспо-
ые движен
лентном р
ния вихре
режиме ис
евых масс
с, привод
дящие к и
интенсивн
ному масс
сообмену
у 
труей и «
жной» ср
результат
уи растет,
ый диаме
«неподвиж
етр ее у
увеличива
редой, в р
ается, ско
орость т
, 
.  
1.1 предс
структур
ра струйн
ного пото
те чего ма
течения у
ока жидко
асса стру
у границ
ости, ист
ц падает.
текающей
й  
рядочны
между ст
наружны
На рис. 
в воздуш
шную сред
ставлена 
ду. 
 
 
ǾȖȟ. 1
.1. ǽȞȖțȤȖ
ȖȝȖȎșȪțȎȭ
ȭ ȟȣȓȚȎ Ȗȟ
ȟȠȓȥȓțȖȭ ț
țȓȕȎȠȜȝșȓ
ȓțțȜȑȜ  
ȟȠȞȡ
ȡȗțȜȑȜ ȝȜȠ
ȠȜȘȎ 
По
одторможе
енная час
сть струи 
вместе с 
присоеди
иненными
и объемам
ми частиц
ц 
ющей сред
ды образу
ный турбу
улентный 
поток. Н
На величин
ну длины
ы 
ка и пог
ует струйн
граничног
го слоя п
потока стр
руи суще
ественное
е  
номерност
иля скоро
ости в н
м сечени
е влияние
ии струи,
,  
окружаю
начально
оказывае
обусловл
ого участ
ет неравн
ленная нал
личием по
ть профи
огранично
ого слоя н
на внутрен
начальном
нней пове
ерхности с
сопла. 
6 
 




огласно и
ниям Аб
брамовича
а Р. И., на
ачальная 
неравно
мерность
Со
исследова
иводящая
я к более
е сильном
му расши
ирению ст
труи, мож
жет быть
ь 
ь 
струи, пр
путем пер
реноса на
ачала пог
гранично
го слоя с
струи (по
олюса на
ачального
о 
внутрь со
опла.  
потока с
учтена п
участка) 
Од
дним из в
важнейши
их параме
етров стр
руи, связа
анных с д
динамико
ой ее рас-
нения в и
щую обла
асть и хар
рактеризу
ующих ее
е энергет
тическую
ю 
простран
способно
ость, явля
истекающ
яется вели
ичина осе
евого дин
намическо
ого давлен
На
а начальн
ном участ
йного по
отока про
одольная 
ния.  
скорость
ь в ядре
е  
на и в его
о пределах
тке струй
х динами
ическое да
авление с
струи оста
изменным
м 
м исходн
ному давл
лению. За
а пределам
ми начал
ьного уча
тический
й 
постоянн
и равным
напор по
остепенно
ической з
зависимос
Ко
огда устан
о уменьша
новившаяс
ается по г
ся цилинд
я струя ж
ается неи
астка ста
сти. 
ударяетс
я о твер-
граду, она
а превращ
щается в сл
гипербол
дрическая
лой жидк
кости, при
жидкости 
илегающей
й к ней, в
в котором
м 
направлен
но от точ
чки удара
а вдоль п
оверхност
ады. Общ
щий поток
к 
а прегра
аде распа
адается н
на больш
шое колич
ти прегра
чество ст
труйных 
потоков,
,  
ющихся н
на поверх
На рис. 1
1.2 предс
ставлен в
вид на и
истечение
е  
ленной ст
труи воды
хности. Н
ы из соп
плового н
на вертик
плоскую
ю  
дую прег
течение 
струи на
растекаю
незатопл
преграду
у и затопл
руи воды с
с развитой
насадка н
й степень
ю кавитац
Зат
топленная
енной стр
я струя и
имеет мес
сто при и
истечении
и жидкост
кальную 
ции. 
ти в прос
странстве
е  
же плотно
остью, чт
то и плот
тность ве
ещества 
струи. П
При турбу
улентном
м  
истечени
я из сопл
число Ре
ейнольдса
а Re боль
ьше 2320
0) в струе
е 
ют беспор
рядочные
ла (когда 
е движени
ия вихрев
вых масс
с, приводя
ящие к и
интенсивссообмен
струей и 
неподвиж
жной сред
-
-
растет, н
ну между 
наружный
й диаметр
 ее увели
чивается,
дой, в рез
, скорость
зультате ч
ь у границ
чего масц падает. 
с той ж
режиме 
возникаю
ному мас
са струи 
 
  
ǾȖȟ. 1.2
2. ǶȟȠȓȥȓț
țȖȓ țȓȕȎȠȜ
ȜȝșȓțțȜȗ 
Ȗ ȕȎȠȜȝșȓ
ȓțțȜȗ ȟȠȞȡ
ȡȖ ȐȜȒȩ  
ȟ ȞȎȕ
ȕȐȖȠȜȗ ȟȠȓ
ȓȝȓțȪȬ ȘȎ
ȎȐȖȠȎȤȖȖ ț
țȎ ȝșȜȟȘȡ
Ȭ ȝȜȐȓȞȣț
țȜȟȠȪ 
По
одторможе
енная час
вместе с
с увлечен
ными час
стицами о
окружаю-
ды образу
сть струи 
лентный п
ный слой,
, в которо
ом осевая 
скорость
ь 
щей сред
движения
я меняет
ует турбул
тся от ну
уля на вн
пограничн
нешней г
границе д
до максим
мальной 
скорости
и  
7 
 




ней грани
цы погра
слоя. Во в
внутренне
ей зоне (п
-
ость движ
жения рав
ничного с
няется ск
корости и
стечения.
 С увелич
потенциал
чением ра
льном ядасстояния
я  
ия из сопл
ла толщин
на погран
ничного сл
лоя в пото
оке увели
ичивается,
, 
а истечен
потенциа
ального яд
дра умень
ьшается до
о нуля. 
внутренн
ре) скоро
от начала
а радиус 
Уч
часток стр
руи с по
отенциаль
ьным ядр
вается на
ачальным
м, за ним
м 
переходн
ный участ
ток, в пре
еделах ко
ром назыв
оторого п
происходи
чительное
е 
ие скорос
и струи. Н
На послед
дующем 
ит незнач
пограничн
ный слой
й 
ет все поп
сти на оси
перечное 
сечение в
вплоть до
тке, назы-
основным
ение диа
аметра стр
участке п
уи. На эт
овождает
том участ
тся сущес
ственным
м 
м осевой
м, увелич
й скорост
ти. Точка
а пересеч
о оси стр
руи сопр
чения вн
нешних г
границ о
сновного
о 
следует 
изменени
заполняе
ваемом о
падением
участка с
струи наз
зывается п
полюсом. 
  
Ис
сследовани
ия [9] ист
течения ту
урбулентн
ных струй
й свидете
ельствуют
т о непре-
деформац
ции профи
мического 
напора. Ч
ше от нач
ала струи
и 
сечение, 
тем ниже
иля динам
е и шире п
профиль д
динамичес
Чем дальш
ских давле
рывной д
выбрано 
В с
струях с р
развитой к
кавитацие
ей в отлич
чие от авт
томодельн
ений. 
ных турбу
улентных
х 
оисходит
т деформа
йного пот
тока, умен
ньшение в
переход-
астка, расп
ация струй
ного межд
ным и осн
величины
участками
е 
ие неавтом
положенн
модельног
ду начальн
ного участ
новным у
оказано н
на рис. 1.3
-
затоплен
нной стр
го основн
уи наблю
тка, как п
образован
ние кавер
и, а также
3. При исдержащей
ие газопа
аровых пу
узырьков,
юдается 
, которые
е находят
тся в стр
ерны, сод
рого огран
ниченной
й  
й 
струй пр
ного уча
появлени
течении 
скоплени
зоне.  
 
ǾȖȟ. 1.
3. ǿȠȞȡȘȠȡ
ȞȓȒȓșȓțȖȭ
ȭ ȟȘȜȞȜȟȠ
ȓȗ ȕȎȠȜȝș
șȓțțȜȑȜ  
ȟȠȞ
ȡȞȎ ȞȎȟȝȞ
ȞȡȗțȜȑȜ ȘȎ
ȎȐȖȠȎȤȖȜț
țțȜȑȜ ȝȜȠȜ
ȜȘȎ 
 
 
8 
 




Причиной деформации потока затопленных струй и их существенным  
отличием от автомодельных струй, вероятнее всего, является то, что внутри  
кавитационного потока происходит схлопывание массы газопаровых пузырьков. 
1.2. ǸȎȐȖȠȎȤȖȭ Ȗ ȟȡȝȓȞȘȎȐȖȠȎȤȖȭ Ȑ ȟȠȞȡȗțȩȣ ȝȜȠȜȘȎȣ 
Для того чтобы кавитация возникла в жидкости, необходимо создать  
в ней такие растягивающие напряжения, которые смогли бы вызвать местный 
разрыв ее сплошности. 
Прочность на растяжение чистой, без примесей жидкости определяется 
межмолекулярными силами, связывающими отдельные молекулы друг с другом. 
Если преодолеть эти силы, то можно разорвать жидкость. Чаще всего  
разрыв может произойти в том месте жидкости, где образовались какие-либо 
пустоты. В реальных жидкостях в течение достаточного времени могут существовать пустоты или трещины, в которых могут находиться газовые пузырьки, 
являющиеся ядрами кавитации. Присутствие в реальных жидкостях твердых 
частиц также может служить ядром возникновения кавитации. 
Многие исследователи пришли к выводу, что прочность жидкостей  
на растяжение пренебрежимо мала вследствие присутствия газообразных  
и твердых ядер возникновения кавитации, которых в жидкости существует  
немалое количество. 
Микроскопические газовые и твердые ядра кавитации, имеющиеся  
в обычных жидкостях, могут развиваться, образуя большие пузырьки, содержащие пары жидкости или неконденсирующийся газ. В зависимости от преобладающего содержания в них той или иной среды пузырьки можно разделить 
на паровые, газовые или газопаровые. 
Рост и схлопывание пузырьков зависит от инерционных и диффузионных 
эффектов. 
Так, в перегретых жидкостях пузырьки растут главным образом вследствие 
испарения с поверхности жидкости, поддерживаемого выделением скрытой  
теплоты парообразования в тонком тепловом пограничном слое вблизи стенки  
пузырька. Такое образование пузырьков характерно для кипения жидкости. 
В холодных жидкостях давление насыщенного пара и плотность малы,  
и пузырьки могут образоваться вследствие падения давления в быстропротекающих гидродинамических процессах. В этом случае инерционные эффекты 
приводят к взрывоподобному росту пузырьков из малых ядер кавитации.  
Пузырьки затем схлопываются там, где возрастает окружающее их давление. 
Такие пузырьки называются кавитационными. 
9 
 




В процессе роста пузырьков содержание газа в них становится пренебрежимо малым по сравнению с содержанием пара, и поэтому образование кавитационных пузырьков называют часто паровой кавитацией. 
Изучение многими исследователями [24, 25, 27] процессов схлопывания 
кавитационных пузырьков показало, что в большинстве случаев для схлопывания пузырьков содержание пара и газа в них не имеет значения. Пузырьки  
можно рассматривать как пустые каверны вследствие того, что скорость обратной конденсации пара велика, а содержание газа очень мало. Содержание пара  
и газа в пузырьках играет существенную роль только на конечной стадии их 
схлопывания. 
Вязкость жидкости может существенно влиять на рост и время схлопывания 
кавитационных пузырьков. Так, замечено, что при большой вязкости жидкости 
время роста и время схлопывания сильно зависят от вязкости [25]. 
Наличие кавитации и величину степени ее развития в любой среде определяют по следующим признакам: по кавитационному шуму, рассеиванию света, 
влиянию на распределение давлений, измеряемых вдоль границы существования 
кавитации, влиянию на характеристики элемента конструкции (эрозии материала), по изменению электрической проводимости жидкости (при появлении  
полостей), усилению и появлению химических реакций (не протекающих без кавитации) или с помощью непосредственного наблюдения кавитации при помощи 
видео- и фотоаппаратуры. 
Существует множество методов воспроизводства кавитации в лабораторных 
условиях. Для исследования наличия и степени развития кавитации широко  
применяют в настоящее время три метода, основанных на эрозионной способности кавитации. 
В первом методе используют устройство с вращающимся диском, во втором ² гидродинамическую трубу, в третьем применяют магнитострикционный 
или пьезоэлектрический вибратор. 
К одному из первых устройств, используемых для создания кавитации  
в лабораторных условиях, можно отнести установку, которая представляет  
собой диск, к которому прикреплены два или более образцов, симметрично 
расположенных около его обода. Диск вращается с большой частотой, при этом 
в областях низкого давления (вблизи передней кромки образцов) в специальных 
«возбудителях» кавитации, расположенных перед образцами, образуется  
скопление пузырьков. 
Возбудители кавитации могут быть выполнены в виде выступов или  
отверстий в диске. 
10