Свободное воздухосодержание воды и механизм акустической кавитации тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.06 ВАК РФ



ащиш наук ссср дальневосточное отделение

На правах рукописи

макаров шдшир константинович ■

удк 532.528

свободное в03ш0с0держание воды и

мехашеш Акустической кавитации

Специальность 01.04.06. - акустика

Автореферат диссертации на соискание ученой степени доктора физико-математических наук

Владивосток - 1989

Работа выполнена в Одесском ордена Трудового Красного Знамени политехническом институте

Официальные оппоненты: доктор технических наук, ^ профессор АБРАМОВ О.В.,

*.доктор физико-математических наук КАНЕВСКИЙ И.Н.,

доктор физико-математических наук щ>офессор ВДРИНСКИЙ В.К. Ведущая организация: НПО "Энергия".

1989г. в " • "чао.

Задата диссертации состоится "_"_

на заседании специализированного совета Д.002.06.04. в Президиуме ДВО АН СССР (690600 г.Владивосток, ГСП, Ленинская, 50).

■ С диссертацией можно ознакомиться в Центральной научной библиотеке ДВО АН СССР (г.Владивосток, пр. 100-летия, 159).

Автореферат разослан "_"

1989 г.

Ученый' секретарь специализированного совета кандидат физико-математических наук

Сушилов Н.В.

I. ОНЦАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

1.1. Актуальность исследований акустотеской кавитации. Кавитация - распространенное явленно, которое приводит к • сажным практическим'последствиям как положительного, так и отрицательного характера. Она определяет прогрессивную технологию ряда отраслей производства, позволяя существенно интенсифицировать многие физико-химические процессы (очистку, диспергирование, эмульгирование, кристаллизацию и др.). Вместе с тем кавитация визывазт разрушение машин и механизмов, снижает эффективность гидравлических и гидроакустических устройств. г

Как положительный, так п отрицательный эффекты кавитации с экономической стороны весьма ощутимы. Поэтому ряд исследований был посвящен изучению ее разрушительных эффектов и условий возник-• новения. Многочисленные публикации'в этой области обобщены в 1У, У и У1 частях монографии "Мощные ультразвуковые поля" (М., Наука, 1968), написанных соответственно В.А.Акуличевым, М.Г.Сиротюком и ' Л.Д.Розенбергом, в книге В.А.Акуличёва "Кавитация в криогенных и кипящих жидкостях" (Н., Наука, 1978), в монографиях ЮД.Левковско-го "Структура кавитационных течений" (Л., Судостроение, 1978), В.А.Акуличёва, В.Н.Алексеева, В.А.Буланова "Периодические фазовые превращения в жидкостях" (1.1., Наука, 1985), а также в рдде зарубежных монографий. <

Из этих работ следует, что задачи управления кавитационным процессом- составляют важную научную и народнохозяйственную проблем. Решение этих задач сталкивается не только с отсутствием общей теории кавитационных явлений, но и с недостатком достоверных представлений о механизмах зарождения кавитации. Последнее обусловлено неясностями в вопросах физической природы.чавитационных зародышей, которые связаны с укоренившимися представлениями о преке-брежимс{малом свободном воздухосодержании (концентрации воздуха, содержащегося в газовых пузырьках) отстоявшейся жидкости, и, в частности, вода. Такой подход ..сключает из возможных механизмов зарождения и развития кавитации коллективные явления и-но позволяет построить адекв тные модели процесса.

Проблема свободного воздухосодержания жидкости является фундаментальной, поскольку определяет не только вопросы, связанные с зародышами кавитации, но и многие задачи физики жидкого состояния: теории фазовых переходов яидкость-газ, процессов топло-».".асоо-обмена и теории двухфазных течений на стадии инициирования повой

фазы.

Трудности в решении указанной проблемы в значительной мере связаны с недостаточным развитием методов-физического исследования навигационных зародышей, свободного воздухосодергшшш кид- • кости, начальных стадий развития кавитации и характеристик ка-вигационной активности.

По указанным причинам углубленное•изучение проблем свободного воздухосодеркпния жидкости и зародышей кавитации, разработки моделей заровдения и развития последней сформировались в . вакное научное направление, а диссертационная работа,-развиваю- . щая это направление и подтверждающая его практическую, целесообразность, является актуальной. ■

• • ' ■

1.2. Формулировка пройдем, решенных в диссертации.

Проблематика работы определяется развиваемым в ней новым научным направлением, в рамках, которого на базе обоснованного 'теоретически и экспериментально нового результата - существенно более высокого по сравнзншо с принятыми ранее оценками свободного воздухосодержаккя воды осуществляется развитие физики гетерогенных газовых зародышей в жидкости и разработка адекватных моделей наступления акустической кавитации с учетом кодлек- ; тивных явлений.

■5 Этому направлению подчинено решение ряда, частных проблем и задач:

а 1.2.1. Создание новых и развитие известных методов исследования концентрации свободного газа и навигационных зародышей в жидкости, обоснование положения о существенно повышенном по сравнению с принятыми оценками свободном воздухосодержании вода,-

1.2.2. Разработка механизмов стабилизации газовых кавита-ционных явлений, создание на их базе моделей, позволяющее удовлетворительно прогнозировать зависимости кавитационного порога от определяющих факторов.

1.2.3. Разработка, совершенствование и обоснование методов исследования начальных стадий развития кавитации и кавитацион-ной активности, позволяющих получить высоко воспроизводимые данные измерений.

1.2.4. Исследование характеристик кавитации в зависимости . от ряда факторов для выработки рекомендаций по управлению этим

процессом.

' 1.3. Обоснование структуры диссертационной работы.

Диссертация начинается оглавлением, детализация которого но разделам (главам) и подразделам (параграфам) позволяет составить общее преде гаВ/тение о вопросах, подвергнутых изучении.

Структура работы обусловлена индуктивным методом исследования, положенным в ее основу: в результате разработки и совершенствования методов исследования газосодержания жидкости и характеристик кавитационного процесса получены данные, обработка ч анализ которых позволили построить адекватные модели механизмов, "определяющих начальные стадии развития кавитации, и получить рекомендации практического характера. г

Диссертация открывается введением (раздел I), за которым следует анализ и обсуждение известных работ по вопросам гетерогенных зародышей в жидкости, механизмам наступления акустической кавитации и методам исследования-ее'характеристик (раздел 2).

В разделе 3 с помощью новых газоаналитических методов исследования свободного газа установлено, что его концентрация на несколько порядков величины превосходит принятые оценки. Эксперн- . ментами обоснована концепция диффузионного адсорбционного слоя, лимитирующего массообмен между жидкой и газовой фазами. На базе этой, концепции в разделе 4 построена подтверждаемая данными эксперимента коагуляционно-д1г$фузионная модель ансамбля стабильных газовых зародышей, объясняющая повышенное воздухосодержание воды.

Раздел 5 посвящен исследовании свободного воздуха в предварительно дегазированной дистиллированной воде с помощью оптического светорассеяния, поскольку решить эту задачу другими методами не удается.

В разделе 6 приведены результаты по разработке и исследованию экспрессного метода определение локальной, эрозионной активности кавитации с помощью амплитудной спектрометрии навигационных, импульсов давления. Проведенные на основе этого метода исследования механизма кавитационного разрушения позволили в разделе 7 реализовать методики измерения _:авитационного порога по эрозионному признаку. Рассмотрена информативность таких измерений, получены дополнительные подтверждения коагуляционно-днффузиоиной модели ансамбль, зародышей, предложенной в разделе 3.

В завершающем работу разделе 8 на основе предыдущих результатов построена модель наступления кавитации, позволяющая прогнозировать величину кавитационного порога с учетом коллективных явлений. Показано удовлетворительное согласие теоретических и

экспериментальных данных.

Изложение завершается обобщающим заключением с перечнем публикаций, за которым следуют список литературы и приложения.

1.4. Цель работы. Развить^научное направление, состоящее в изучении кавитационных процессов. Создать новое направление исследований с учетом существенной коррекции данных по свободно^ . воздухосодержанию жидкости, для чего: .

1.4.1. Создать ноше и усовершенствовать известные методы исследования концентрации свободного воздуха и характеристик ка-витационных явлений.

1.4.2. Выполнить исследования характеристик кавитации в зависимости от определяющих факторов.

1.4.3. На основе анализа полученных данных создать адекват-1ре модели ансамбля кавитацивнных зародышей и механизмов наступления кавитации, а также элементы теории кавитационного порога отчетом коллективных явлений.

1.4.4. Получить рекомендации по управлению кавитационным про.-це'осом, доказать практическую полезность полученных результатов.

1.5. Научная новизна работы определяется экспериментальным ' и теоретическим обоснованием нового результата,- который состоит в том, что содержание свободного воздуха в воде на несколько порядков величины превосходит принятые оценки. В соответствии с » этим в отстоявшейся воде присутствует стабильный ансамбль газовых кавитйциошшх зародыше:! с характерным радиусом ~ Ю-''' м и экзем-плярпэй концентрацией ~1016 м-3.

Согласно впервые развиваемым в работе концепциям, причины образования и стабильности такого ансамбля состоят, с одной стороны, в броуновской коагуляции газовых включений, с другой,- в наличии .Диффузионного адсорбционного слоя, замедляющего растворение пузырьков. Характеристики ансамбля существенно определяются предисто-рией жидкости (аффект памяти по свободно^ воздуху).

На основе этих результатов впервые предложена совокупность моделей наступления кавитации с учетом коллективных"явлении, позволяющая прогнозировать величину кавитационного порога- в зависимости от определяющих факторов, в том числе, времени наступления кавитации. Решена задача миграции пузырька в поле с градиентом ам-. плитуда акустического давления, не ограниченная условием малости

этой величины, а также рассмотрена статистическая модель коагуляции ансамбля зародышей в акустическом поле под действием вторичных сил Бьеркнеса.

Новизна работы определяется также Обоснованием и роалиЗг^ цией физического критерия наступления кавитации по эрозионному признаку при исследовании пороговых явлений. Эти результаты по>-лучены на основе впервые предложенного метода амплитудной спектрометрии навигационных импульсов давления, который, в частности, позволяет экспрессно прогнозировать локальную эрозионную активность кавитации. С помощью указанного метода получены новые результаты, относящиеся к механизму навигационного разрушения и ' способам управлештя процессом кавитации.

Новизна определяется также комплексом экспериментальных методов исследования физики кавитации и определяющих ее факторов. К ним относятся совокупность газоаналитических и оптического методов исследования свободного воздухосодеркашш жидкости, методы измерения навигационного порога; комплекс методик; обеспечивающий значительное повышение воспроизводимости результатов при ис-' следовании навигационных явлений.

Степень новизны полученных в диссертации результатов определяется также публикацией по ее материалам 66 печатных работ.

1.6. Практическая ценность работы определяется: <

1.6.1. Необходимостью учитывать в качестве определяющего фактор повышенного свободного воздухосодеряашгя в теории и практике фазовых переходов нидкоегь-газ, теориях гегого-массообмена, двухфазных течений и навигационных явлений.

1.6.2. Разработкой теоретических моделей наступления кавитации с учетом коллективных явлений, эксперимучтально-расчетных методов определения свободного воздухосод«.рнания жидкости и навигационных порогов, которые могут быть использованы при изучении навигационной обстановки и прогнозировании кавитациошшх явлений в ультразвуковой технологии, гидроакустике и гидродинамике двухфазных течений.

1.6.3. Возмокяостью использования результатов по кинетике изменения газосодержания жидкости в различных условиях (в том числе при вакуумной дегазации) для управления газосодержанием жидкости и навигационной обстановкой в гидравлике, ультразвуке-" вой технологии, гидроакустике, при осуществлении процессов тепло-

ма^сообмена.

1.6.4. Возможным применением модифицированного метода газоконтроля воды в океанологии, химической технологии и лаборатор ной практике. .

1.6.5. Перспективностью использования метода амплитудной спектрометрии кавитационвдх импульсов'при изучении казнтацпон-ной стойкости материалов и контроле локальной ьрозиошьй активности кавитации в ультразвуковой технологии я гидравлических системах.

1.6.6. Рекомендациями по управлению навигационным процессом путем изменения ряда факторов (введение примесей, дегазация, магнитная обработка и др.-), которые могут быть использованы при . интенсификации некоторых технологических процессов.

1.6.7. Внедрением результатов работы, связанных с контролем "и управлением кавитационноп обстановкой, управлением'газосодер-

канием щдкости и амплитудной спектрометрией кавитационных импульсов в НПО "Энергия" (г. Калининград, Моск. обл.), и результатов доследования концентрации свободного воздуха, 'кавитацийсшх порогов и механизмов наступления кавитации в С5НИИ "Атолл" (г. Сухуми) .

1.7. Апробация работы. Различные этапы работы докладывались на следующих конференциях и совещаниях:

1. Отчетные научно-технические конференции Одесского политехнического института, Одесса, 1963 - 1987.

2. Союзная научно-техническая конференция "Применение ультразвука в промышленности",' Одесса, 1964.

3. У1 Всесоюзная Акустическая конференция, Москва, 1968.

4. I Всесоюзный симпозиум шу кавитации, Сухуми,'1968.

5. П Всесоюзный симпозиум по кавитации, Одесса, 1971.

6. П Всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов, Москва, 1973.

7. УШ Всесоюзная Акустическая конференция, Москва, 1973.

8. Всесоюзное научно-техническое совещание "Новое в ультразвуковой технике и технологии", Москва-Воронеж, 1974.

9. Ш Всесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологических процессов, Москва, 1975.

10. Всесоюзный симпозиум по физике акустико-гвдродинамичес-ких явлеттй, Москва-Сухуми, 1975.

' II. У1 Мехдународный симпозиум по нелинейной акустике, Москва, 1975. '

12. Всесоюзный научно-техгапеский симпозиум "Ультразвуковые колебательные системы технологического назначения", Москва-Одзс-са, 1976..

13".. Всесоюзный научно-технический семинар "Опыт промышленного применения ультразвуковой техники и технологии", Москва-Новосибирск, 1976.

а4. IX Всесоюзная Акустическая конференция, Москва, 1977.15. Всесоюзный научно-технический семинар "Создание и применение аппаратуры для ультразвуковых технологических процессов в машиностроении", Москва-Вологда, 1978.

16. Сессия Научного Совета АН СССР по проблеме. "Ультразвук", Москва, 1978.

17. 1У Усесоюзная научно-техническая конференция по ультразвуковым методам интенсификации технологиче ких процессов, Москва, 1979. . .

18. Семинар по проблемам акустики под рук. проф. И.Г.Михайлова, ЛГУ, Ленинград, 1979.

19. П Всесоюзный симпозиум по физике акустико-гидродииами- -ческих явлений и оптоакустике, Суздаль, 1979.

20. Всесоюзный научный симпозиум "Акустическая кавитация

и применение ультразвука в химической технологии", Славское, ' 1985. . _ V

21.ШВсесоюзный научйый симпозиум по физике акустико-гцдро- " динамических явлений и оптоакустике, Ташкент, 1982.

22. Х1У Всесоюзная конференция "Актуальные вопросы физики •• аэродисперсных систем", Одесса, 1986.

23. XI Международный симпозиум по нелинейной акустике, Новосибирск, 1987.

24. Научно-технический совет отдела, НПО "Энергия"к' 1989". ■

1.8. Публикации по материалам диссертации включают 66 печатных работ. -

1.9.' Объем работы. Диссертационная работа содержит 189 страниц машинописного текста, 5 таблиц, 53 рисунка, список'лиге-

ратуры (255 наименований), 3 таблицы приложений.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

2.1. Введение .

Ьо введении отражена проблематика работы, даны ее аннотация и характеристика.

2.2. Проблема кзвитационных зародышей и механизмы развития кавитации

На основе анализа литературных данных отмечено, что результаты исследования кавитационнах явлений могут быть' объяснены лйшь на основе представлений о гетерогенных зародышах. Их моделями являются, в частности, скопления газа в трещине микрочастицу (модель Гарвея-Зшггейна) и газовый пузырек, стабилизированный органической поверхностной пленкой (модель.Фокса-Герцфельда).

Адеквагносгь этих моделей проверяется косвенными экспериментами. Большинство исследователей отдают предпочтение первой из них, однако обе модели не объясняют ряда экспериментальных фактов. На основании акустических измерений счигают, что свобод-нор; воздухосодержание отстоявшейся воды практически равно нулю$ что служит доводом против модели Фокса-Герцфельда, а также полизародышевой концепции наступления кавитации.

■■, ■ Известные способы исследования гетерогенных зародышей нуждаются в дальнейшем развитии, в частности, в области газоаналитических и оптических методов, а также в области пороговых навигационных явлений. Т1о практическим соображениям целесообразно срздание методики измерения калптационного порога по эрозионному критерию наступления кавитации, что требует дополнительных исследований механизма кавитационного разрушения.

Центральной проблемой физики кавитации является природа кзвитационных зародышей и роль в ней свободного во&духосодеркания, а также построение теории, позволяющей прогнозировать наступление кавитации в зависимости от определяющих факторов.

2.3. Повышенное свободное воздухосодеркание вода как результат исследований газозналитлческкми методами, Диффузионный адсорбционный слой

Суммарная концентрация молеку.чярно-расгворенпогэ и свободного газа представляет общее газосодержанпо жидкости. Пр:: наличии

фазового равновесия назовем его условной растворимостью газа, если же последний присутствует только в форме молекулярного раствора - истинной растворимостью.

Известные методы измерения общего воздухосодержашщ характеризуются рядом недостатков, освободиться от которых в данной работе позволил модифицированной метод газоадсорбционной хроматографии. Его погрешность не превышала при надежности 0,9Л

Измерение общего воздухосодержания жидкости легло в оенпу газоаналитических методов определения или оценки свободного воздухосодержания. В частности, метод, основанный на изучении кинетики газообмена, использует анализ кинетических кривых дегазации при отстаивании перенасыщенных газом и насыщения предварительно дегазированных образцов жидкости. В качестве таковых использовались дистиллированная вода, водные раствори ПАВ и электролитов.

Устаноачено, чте^ при воздухонасыщении воды в статических условиях лимитирующим фактором служит диффузия газа через приповерхностный слой с измененными физико-химическими свойствами, который условно назван нами

Диффузия через такой слой подчиняется уравнению массоотдачи

^ = -<Ю*(а-а0), (зл)

где <а - газосодержание в момент времени ' t при нормальных условиях; СС0 - его равновесное значение для плоской поверхности раздела газ-жидкость; %[)* - константа массоотдЬчи. Скорость дегазации перенасыщенной воды при отстаивашпг

(Щ,

а избыточное содержание воздуха по отношению й равновесному значению

а-а0=ал-г-&ар, (з.з)

где , (й(Х/й^р - скорости дегазации соответствен-

но за счет всплыв.'тия пузырьков и за счет диффузии растворенного воздуха через адегрбциошшй диффузионный слой; д'ар и <2Л соответственно избыток растворенного в жидкости газа над истинной растворимостью и концентрация свободного тзоздуха. Очевидно

(йа/Д^р = 3)*д~ар ; ла./^ , следовательно,

I Т.е. из выражения (3.3):

г

«»><«-4-¿г

(3.4)

Величины справа определяются экспериментально, позволяя получить нижнюю оценку для концентрации свободного воздуха.

Другой газоаналитический метод позволяет оценить концентра-, цию свободного газа как разницу мезду значениями условных раство-римостей в предварительно перенасыщенном к дегазированном образцах водопроводной воды.

.Третий основан на сепарации газовых включений при центркфу--гировании жидкостей. Концентрация удаленного свободного воздуха

(Хп— СС{— (Х^ , где <2^ и - соответственно значе-

ния общего газосодеркания воды до и после центрифугирования. . Определение характерного размера удаляемых,зародышей выполняли по методике Флина, сравнивая время броуновского перемещения пузырька на расстошгае I мкм и его вегбзытия в поле искусственной гравитации. Получена оценка

' Ю~5см. (3.5)

Анализ результатов, полученных с помощью газоаналитических методов, показал, что в предварительно перенасыщенной воздухом дистиллированной воде, отстоявшейся более 2-х суток, концентрация свободного воздуха а его объемная концентрация ~ Эта величина определяется степенью перенасыщения е составляет около 60% от избытка общего газосодеряанця над величиной растворимости. В длительно отстоявшейся равновесной водопроводной воде 10"^, экземплярная концентрация п~ 10-^см"^, объемная концентрация свободного воздуха В, керосине ТС-1 01пт 0,005, что превосходит соответствующее значение для водопроводной воды.

Указанные результаты на несколько порядков величины превы-щают известные данные акустических измерений.

2.4. Модель ансамбля кавитационных зародышей в жидкости

с повышенным свободным воздухосо,держанием Молекулы газа в воде гкцрофобны, т.е. характеризуются поло-кигольной адсорбцией, поэтому зародыши могут возникать в резуль-

тате коагуляции отдельных молекул газа или их скоплений ("псев-1 допузырьков"). Если 1)0 - концентрация исходных частиц, у -константа коагуляции, связанная с коэффициентом броуновской диффузии , то число частиц П ■ -го порядка (включающих п пер-" вичных частид) к моменту t согласно теории Смолуховского

п ' (4.1)

В процессе развития полддисперсной системы в момент Т имеется максимальный зародыш, для которого = I, причем-из выражения

(4Л) ъсггГ'^а+гтП ■

Отсюда порядок максимального зародыша, определяющий его размер, __ Рл % - (г?) ~ £п (1ТГГ)

п~~ еп(1+гт)-£п(г?) ' (4'2) -.

Определив Т>0 через концентрацию 'газа в жидкости с помощью вы^ ражения (4.2), можно показать, что при отсутствии конкурирующих процессов в результате коагуляции уже через 10 с в I см воды образошвался бы пузырек радиусом более Ю-5 см.

Известно классическое выражение для отрицательного длффузи-онного массопотока на пузырен: 30 — ^Я^дЛСс — С0) ,.где 2) коэффициент молекулярной диффузии газа в жидкости; С0 = Ср(¿+2б'/Л/>);

(р? - поверхностное натяжение; Ср - равновесная кокцентрация -газа для плоской поверхности раздела фаз при гидростатическом • давлении Р0 .

Учет роли диффузионного адсорбционного слоя при использова-* -нии выражения (3.1) приводит к иной величине диффузионного массопотока: ' • • э0*= ¿¿яЛПг[с- Ср (и2в-/ЛР0)]. . (4.3)

Для воды константа Я~ КГ^м-с-1. При _/?-< Ю-3 м У0 ,

что замедляет растворение пузырька. Эффект тем более значим, чем, меньше радиус пузырька. В частности, время растворения -

+ *=/>гоРо 2В6") (4>4)

1Р 2Яср6 12 Ро /. ■

1-01.

для Я - I мкм возрастает по сравнению с .классическим случаем на 4 порядка величины. ■

Используя выражение (4.1) и формулу Эйнштейна для в/шгчины

Юрр, можно показать, что положительный коагуляционный массопо-ток на средний по ансамблю коагулирующих частиц зародыш

где т0 - масса молекулы газа, /и - динамическая вязкость. При условии >/£*/ , которое выполняется для мелких зародышей, преобладает процесс их роста; условие О. определяет ве-

личину Лсг , т.е. характерный радиус стабильного ансамбля зародышей, который с учетом выражений (4.3,5) определяется уравнением .

^ЛПсгТ[с - ср(а-2фсгр0)]= о. (4.6)

В частности, при равновесных условиях

что близко к оценкам раздела 3. В общем случае

» ' -¿-{Л-

Нсг~Ро1 ■[ ЗЯ-Л/гСГЬ ] //{Ср У. (4'8)

При быстром нагреве воды от температуры с равновесным газо-соцержанием Ср1 до температуры удобнее использовать связь

Здесь индекс."2" относится к новому значению температуры. Зависимость от давления Р предварительной опрессовки жидкости оп-' ределяется выражением

■ » ГР1 /, /С 2кТР0(Р0-Р)]«21

пересчет этих зави^шостей по известной формуле Клейка, связывающей радиус зародыша с величиной кавитационного порога в рамках монозародшлевой модели наступления кавитации, привел к зависимостям порогового давления, которые качественно согласуются с известныш из литературы экспериментальными данными.

Таким образом, коагуляционно-диффузйонная модель ансамбля

газовых зародышей объясняет повышенное содержание свободного воздуха, его стабильность при длительном отстаивании воды, а также характер зависимостей кавитационного порога от статического давления, температуры и газосодержания жидкой среды. Недостаток такой теории - невозможность объяснить связь величины порога с временем наступления кавитации .

Наш результаты на несколько порядков величины превосходят известные оценки концентрации свободного воздуха, выполненные акустическими методами. Различие объясняется тем, что для микропузырьков становятся значит,ими поправки, определяемые поверхностным натяжением, теплопроводностью и, особенйо, наличием поверхностной пленки (диффузионный адсорбционный слой). Используя известные результаты теории колебаний пузырька Левина и результаты Фокса и Герцфельда, относящиеся к влиянию пленки, на механические свойства пузырька, можно показать, что в отличие от известных выражений в этом случае его резонансная частота

а постоянная затухания

^У 31?Р0Н ' . (4 Е)

где р - плотность жидкости, В* - коэффициент диссипации, упругость пузырька, ^ и Н - величины, которые в теории Деви^ на определяются физическими параметра!,и среды, акустического-поля и пузырька, а. - константа, определяющая механические свойства поверхностной пленки. • _ Расчет показывает, что зафиксированные наш концентрации свободного воздуха для пузырьков радиусом Я < 10~4см практически не влияют на акустическое затухание^ Соответственно выражение для скорости звука

* (4 ЛЗ)

_г Г.; 1~1/2

~~ 7 ъР0на+а/Яу /

где Ск - скорость звука в капельной жидкости, свидетельствует о том, что эффект, вносимый мелкодисперсным свободным воздухом, даже при его высокой концентраций лежит в пределах погрешновти метода измерений. . " »

Таким образом, акустические метода- оценки свободного, воз-

духосодеряания не позволяют судить о наличии пузырьков радиусом менее 10-4см, т.е. подвергнуть сомнению вывода о повышенном свободном воздухосодержании воды.

2.Ь.-Исследование свободного воздуха в дистиллированной

воде оптических! методом Газоаналитическке методы позволяют оценить конце, .'рацию свободного воз,духа в предварительно перенасыщенной отстоявшейся дистиллированной, а такие водопроводной воде. Представляет интерес рассмотреть эту задачу доя предварительно дегазированной дистиллированной воды, где газоаналитические методы неприменимы.-

С этой целью исследовали светорассеяние лазерного луча с помощью нефелометра, соединенного с фотоэлектронным умнояителем,

что позволяло определять показатель рассеяния

• '

где Ур и J0 - соответственно интенсивности рассеянного под. углом 90® и падающего пучкоз света, й0 -.расстояние от рассеивающего объема V до точки наблюдения.' Для характерного радиуса пузырьков в отстоявшейся воде 'получена оценка

2.Ю-5 см, (5.2)

удовлетворительно согласующаяся с оценками (3.5), (4.7).

Для исключения влияния твердых примесей частично дегазированную воду непосредственно из дистиллятора направляли в оптическую кювету, измеряя по мере газонасыщения возрастание показателя рассеяния ЛГ относительно исходного уровня. Эти измерения выполняли такка при следующих воздействиях:'турбули-зация, температурная нестабильность, понижение давления, тлеющих место в естественных условиях.

Объемную концентрацию дополнительно образующегося при этом • свободного воздуха с учетом второго приближения к теории Ми по Шифрину определяли из выражения:

где 712 - относительный показатель преломления; Л - дайна

световой цолны; f(q) , f0 , f , Tili , Ях - величины, расчитываемые с помощью теории Шифрина. Максимальная из полученных оценок Aßcz ЗЛО" , что на 4 порядка величины превосходит известные оценки полного свободного воздухосодержания 'дистиллированной воды и согласуется с оценками, которые получены с помощью газоаналитических методов.

В работе проведено исследование кинетики образования дополнительного свободного воздуха при различных типах воздействий. Установлено, что равновесное состояние системы вода-молекулярно растворенный газ-свободный воздух определяется не только термодинамическими параметрами, но и предысторией системы (эффект памяти по свободному воздуху).

t

2.6. Амплитудная спекгромотрия кавитационных ш.шульсов и эрозионная активность кавитации.

Дальнейшие исследования механизмов развития кавитации привели к реализации наиболее важного в практическом отношении эрозионного критерия ее наступления, что в свою очередь потребовали углубленного изучения механизмов кавитационного разрушения и способов измерения активности кавитации. Процесс разрушения происходит в области, соизмеримой с размерами кавитационного пузырька, поэтому был использован миниатюрный тест-объект в виде алюш ни' евого цилиндра диаметром 0,8 юл, у которого разрушениЬ подвергалась лишь торцевая поверхность. Об эрозионной активности кавитации судили по убыли веса образцов За 15 мин пребывания в акустическом поле плоского преобразователя (частота - 21 кГц).

Даже в условиях термостатирования разброс экспериментальных значений не позволял получить достоверных данных. Проблему воспроизводимости удалось решить, исиэльзуя циркуляционную систему которая обеспечивает стабильность по газосодержанию и температу рэ даже при их неравновесных значениях, а также с помощью ряда -мер по стабилизации параметров акустического поля.

Измэрешш с помощью миниатюрных тестов трудоемки, в связи с чем был разработан экспрессный косвенный метод прогнозирования кавитгционной зризии.

При однократном захлопывании кавитационного пузырька на приемной части миниатюрного гидрофона или поверхности эрозионного теста междо энергией Eni , поглощенной поверхностью, экспериментально определяемой убылью' веса теста ÜQi и амплитудой импульса на выходе гидрофона существует взаимно-однозначное ссэт-

вотствие. С помощью специального анализатора определяли дифференциальный амплитудный спектр импульсов '

' (6.1)

где и.1 - амплитуда импульсов в г -ом канале амплитуг'ого анализатора, йщ - их число. Полная убыль.веса тест-объекта за единицу времени

Здесь - убыль веса за ^ремя At* , ^ - время амплитуд-

ного анализа, N - число каналов анализатора. Если тест-объект й гздрофсл такой же геометрической конфигурации поочередно помещать в одну и ту же точку поля для непосредственного измерения у Мыли веса и амплитудного'спектра йП{М {к - номер экс-

п&римента), получим систему условных уравнений для определения величин ДО.- :

у*

гд2 771 - число экспериментов, т.е. число уравнений. После однократного решения систеш (6.3) для определения эрозионной убыли веса достаточно, не проводя непосредственных измерений, найти амплитудный спектр, (время анализа исчисляется секундами) и воспользоваться формулой (6.2). Погрешность метода не превосходит погрешности непосредственных измерений с помощью эрозионных тестов, но во много раз сокращает трудоемкость и длительность исследований. Использование метода позволило обнаружить ряд тонких . эффектов и практически важных результатов. -

Обнаружен ряд последовательных максимумов в зависимости ка-витационной активности от акустической мощности при расположении теста вблизи излучащей поверхности, что связано с особенностями "щелевой" кавитации.

Измеряя локальную активность кавитации в различных точках, исследовали структуру развитой кавитационной зоны. Для получения интегральной характеристики кавитационной эффективности плоского излучателя предложено использовать найденную в результате сканирования полную убыль веса над излучателем, рассчитанную на единицу электрической мощности IV , подводимой к преобразователю:

Л

} = (¿МП^Ай)-^ ■ (6.4)

Здесь ДС,- - убыль веса тест-объекта в г -ой точке, Л«5/ - элемент плоскости сканирования-, лежащей в пределах тонкого навигационного слоя; ¡1 - число таких элементов; йУ - поверхность тест-объекта. Исследования показали, что кавитационная эфпектив-нбсть возрастает с увеличением коэффициента концентрации излуФа-кядей системы несмотря на то, что при этом уменьшается излучающая поверхность. С увеличением навигационного износа излучающей поверхности эффективность преобразователя падает.

. Предложенный метод измерения кавитационной эффективности излучающих систем полезен при конструировании технологических ультразвуковых установок, при выявлении оптимальных режимов их работы и облегчает поиски новых методов повышения кавитационной активности.

При внесении в дистиллированную воду незначительных примесей ПАВ размеры активной кавитационной зоны существенно возрастают. При оптимальном значении концентрации кавитационная эффективность, определяемая выражением (6.4), возрастает в 50 раз. Эффек'г объяснен стабилизацией и инициированием кавитационшх зародышей молекулами ПАВ.

Известно увеличение эрозионных проявлений кавитации при яь-посредственном наложении магнитного поля на кавитационную область. В наших экспериментах водя подвергалась магнитной обработке до поступления в реакционную камеру. Отмечен рост кавитационной зоны и возрастание величины (6.4) на порядок.

При использовании импульсного ультразвука показано, что для одинаковой электрической мощности на преобразователе в непрерывном и импульсном режимах можно, варьируя длительность и скважность импульсов, повысить кавитационную активность по сравнению с режимом непрерывного "облучения. С помощью амплитудного анализа кавитационшх импульсов, осуществляемого в различные промежутки времени относительно момента включения ультразвука, предложено объяснение этих результатов..

2.7. Методы исследования механизмов развития кавитации.

В различных сферах народного хозяйства эрозионные эффекты кавитации играют существенную роль, в связи с чем практическое

значение приобретает определение кавитационных порогов по эрозионному критерию. Реализация последнего связана с длительным экспонирование..! тест-объектов, при этом само понятие "появления" эро-зиошшх признаков не имеет четкого определения. В связи е этим механизм кавитационного разрушения нуждается в углубленном изучении!

Значительный интерес представляет проблема преобразования максимальной потенциальной энергии пузырька Ен в энергию Ер , израсходованную непосредственно на разрушение меямолекулярных связей внутри материала. Если Ем - энергия, падающая на разрушаемую поверхность при захлопывании пузырька, а Еп - поглощенная поверхностью, естественно рассмотреть следующие характеристики: I. Коэффициент ударного использования потенциальной энергии

а1 = Ем/Ек. (7.1)

2? Коэффициент поглощения энергии удара

аг= Еп/Ем. ' ' (?.2)

3. Коэффициент разрушительного использования поглощенной энергии

а3=Ер/Ел. (7.3)

5 Перемножив эти выражения, получим »

Величину приближенно оценили как акустический коэффициент поглощения. Остальные величины, стоящие справа, дает возможность оценить скоростная киносъемка кэвитационных пузырьков, захлопывающихся на приемной части гидрофона, при синхронном измерении амплитуда импульса на его выходе и использовании величин , получаемых при решении системы уравнений (6.3). В результате для пузырьков с различными максимальными диаметрами £)т1 удается установить взаимно-однозначное соответствие

= — Ч (7-5)

причем

6 9- т1

(7.6)

где Ру - действующее давление. Анализ кинограмм и связи (7.5) позволили оценить "критически;:" размер пузырька с определенными значениями энергии Е^о 11 убили веса , захлопывающегося с4 "критической? скоростью 17Нр . Согласно динамической теории прочности при этом в сохранившейся после разрушения части материала' нет остаточных деформаций, и вся поглощенная энергия расходуется на разрушение межмолекулярных'связей в объеме Ур , т.е.

Ер0—Ело , и0^=1. Очевидно

Еро=(*9о//>)£*, ^л) "

где р - плотность материала, Е* - удельная энергия, необходимая для разрушений единицы объема. Согласно Тирувенгадаму Е*- УЭД (удельной энергии деформации), о согласно Хоббсу Е" = ПЭУД (предельной энергии упругой деформации). Использовав табличные данные дм УЭД и ПЭУД и подставив значения (7.6,7) в выражение (7.4), получили следующие оценки:

а^ ЗЛО"4, если Е* = УЭД; а^ 2. Ю-6, если Е* = ПЭУД.

Таким образом,"эрозионный к.п.д." кавигационного пузырька исключительно мал - максимальные потери наблюдаются в процесс^ преобразования потенциальной энергии пузырька в энергию удара о поверхность. Обсуждаются причины этих потерь.

Попытки построить феноменологическую теорию кавитационного разрушения, которая бы связывала экспериментально наблюдаемый объем эрозии Уэ с механическими свойствами материала, основаны на допущении, что во всех случаях (а не только для "критического" пузырька)

Еп=~Ер . т.е. а3 '= I; (7.8)'

Уэ=Ур. (7.9)

Введем пропорциональную поглощенной энергии "теоретическую" убыль веса дд.г , которая тйлюдалась бы при справедливости условий (7.8,9):

й$г = й9о Ек/Е«0 (7.10)

Сравнив графики зависимостей йд.(ЕИ) , построение с помощью полуэмпирических данных (7.5) и с помощью выражения (7.ГО), установили, что при и<.иир , ек<емо, Уз=*ур ,ьд<&дт . Ер<Еп ;

при 1Г>1Ьр , Ен >Ет, Уэ>ур ,ад>йдт,£рс:Еп . (7. II)

Эти результаты вскрывают различия в механизме навигационного разрушения пузырьками неодинаковых размеров. Для мелких пузырьков {Е#<ЕК0) лишь часть поглощенной энергии расходуется на разрушение мекмолекулярных связей, сопровождаемое убылью массы материала. Часть ее преобразуется в работу по созданию остаточных деформаций. Для крупных пузырьков наблюдаемый объем

разрушений превосходит тот объем, в котором произошло действительное разрушение межмолекулярных связей. Это возможно за счет тре-щинообразования и выкрашивания при хрупком механизме разрушения. В результате, во-первых, обнаруживаются причины трудностей при создании феноменологической теории навигационного разрушения: как видно из (7.II) для мелких пузырьков нарушается условие (7.8), а для крупных - (7.9). Преодолеть трудности можно, рассчитав величину

' (лд при Е«*Ек0г

которая характеризует "реальное" разрушение за вычетом эффектов, вызванных выкрашиванием, т.е. не отвечающих затратам энергии. При построении феноменологической теории следует искать корреляцию между механическими свойствами материала и величиной

, (7ЛЗ)

которая может существенно отличаться от экспериментально определяемой убыли веса тест-объекта.

Во-вторых, поскольку • ~ ЕП , а величина характеризует няблодаемый эффект, коэфащдеент эрозионной_стойкости материала для данного навигационного пузырька равен д£т/дд. , а для навигационного процесса

КЭС=дСт/дС = (¿¡^гг-АПг)/((7.14)

т.е. может быть рассчитан, если определен амплитудный спектр навигационных Импульсов. Итак, понятие кавитационной стойкости или построение'эрозионного "ряда металлов" безотносительно к характеру кавитационной нагрузки лишено .смысла.

В-третьих, наблюдаемая из опыта убыль веса тест-объекта определяется не только кавитационной активностью, но и свойствами испытуемого образца, т.е. не является достаточно объективной характеристикой кавитационной активности. В качества таковой естественно использовать суммарную энергию, падающую на поверхность при кавитационном воздействии:

для определения которой необходимо изморить спектр кавитационных импульсов.

Анализ полученных результатов поззолил предложить экспресс-но реализуемый эрозионный -критерий наступления кавитации, состоящий в появлешга минимальных импульсов в первом канале амплитудного анализатора, что отвечает появлешга кавитационного пузырька с пороговым значением потенциальной энергии в фазе максимального раенпгрения. Экспериментальные исследования показали, что указанный критерий идентичен скачкообразному нарастанию первой субгармоники в акустическом спектре. Удобство реализации последнего критерия позволило использовать его в дальнейших исследованиях.

Экспериментальная установка для исследования порогов акустической кавитацш позволяла регулировать длительность импульсов с тональным заполнением, возбуздающкх преобразователь, осу--' ществлять непрерывную запись акустического -давления в фокальной-зоне цилиндрического концентратора, реализовывать различные кри-торш наступления кавитации и регистрировать момент, такого наступления. В отличие от установок подобного типа термостатируе- . мая емкость объемом 20 л помечалась на подъемник, позволяющий плавно менять высоту так, чтобы скорость наполнения измерительного стакана, заключенного внутри цилиндрического пргобразовате-ля, поддергагвалась на заданном уровне. Заполнение осуществляв ■ лось способом сообщающихся сосудоз.

Согласно ряду авторов (Сетте и др.), статистика (разброс) значений порога по визуальному критерию в м&лом измерительном стакане, последовательно наполняемом из емкости большого объема,

3

характеризует распределение по прочности шли по размерам зародышей кавитации, которые взвешены в объеме исходной ягякосгп.. При зтем статистическая, обработка результатов измерений приводит к

Раг с ко

* л

г >

(7.15)

'•спектру зародышей, отвечающему ничтожно малой концентрации свободного газа.

Однако анализ показывает, что статистика кавитационного порога пуи указанной методике измерений обусловлена не распределением исходных зародышей,а турбулентной коагуляцией микроскопиче- ' ских газовых пузырьков при заполнении измерительного стакана. В частности, относительная эффективность гидродинамического возмущения •

где Лг , - число встреч частиц в единице объема за еди-

ницу времени в результате турбулентного и броуновского механизмов; £ - внешний масштаб турбулентности; &и -пульсация скорости потока на этом масштабе. Расчет для наших- эксперименталь-" шх усговий показал, что для характерного радиуса зародышей

Л~ КГ5см, полученного выше, Ю2, т.е. вклад турбулентного механизма значим.

Экспертюнтальные исследования подтвердили этот вывод и позволили установить, что при заполнении измерительного стакана гидродинамическое возмущение жидкости приводит к образованию сравнительно крупных зародышей. Статистический разброс данных при измерениях кавитационного порога обусловлен случайным характером стабилизации таких зародышей у твердой поверхности, существенно зависит от интенсивности упомянутого гидродинамического возмущения и не позволяет судить о спектре зародышей в исходном •'■ .невозкущенном объеме жидкости. Разработана методика измерения порога, снижающая гидродинамические помехи.

В процессе дальнейшего совершенствования методики измерения экспериментально установлено спонтанное образование навигационных зародышей в предварительно дегазированной и насыщаемой воздухом воде, подтверждающее коагуляционно-диффузионную модель ансамбля зародышей (раздел 3).

2.8. Механизмы кавитации с учетом повышенного свободного воздухосодеркания жидкости

Анализ преды,пущих результатов показал, что физическим критерием наступления кавитации по эрозионному признаку является появление пузырька с максимальным радиусом Ит и пороговым значением потенциальной энергии в фазе расширения

¿Л77 З7 ПТП*д —1-ОП51,

гда Рд - действующей давление. Критериальный равновесный -радиус пузырька, который в отрицательный полупериод звуковой волны tгn с амплитудой давления Ра достигает, радиуса Я^ ,

При Ра~Ро • Л'а7~10~3...10~2см, что на 2...3 порядг ка величины превосходит радиус стабильных зародышей. Следовательно, при относительно низком акустическом давлении механизм -наступления кавитации сводится к образованию достаточно круп--" ного пузырька пороговых размеров.

Анализ- показывает, что ни один из механизмов - выпрямлен,- • ная диффузия, коагуляция под действием первичных (взаимодействие пузырек-поле) и вторичных (взаимодействие пузырек-пузырек) сил Бьоркнеса - при. использовании известных в литературе данных не -позволяет объяснить появление критериального пузырька даже с учетом повышенной концентрации свободного воздуха.- Время образо-'. вания такого пузарька~Ю2.. ЛО^с намного превышает наблюдаемое -время наступления кавитации ¿к ~ I с.

Вместе с тем падение акустического сопротивления и рост общего газосодеркания в фокальной зоне концентратора в докави-танионном режиме свидетельствуют о значимости миграции газовых--зародышей в механизме наступления кавитации.

В одномерном акустическом поле с даалением Р=Р0 +Ра(Р)5Ш, где и) - циклическая частота, градиентный характер которого определяется функцией ^^^Ра^Рй (здесь Рд - значение' амплитуды дааления в заданной точке поля), первичная сила Бьер-кнеса, которая действует на пузырек, колеблющийся по линейному закону П=В0-Вт5шШ+ (р) , -

Гв = 2&Л§НтРд Ш/аг)гк(р, . (8.3)

где <Р - разность фаз между колебаниями пузырька и поля. Используя теорию колебаний пузырька Левина, можно показать, что уравнение его миграционного движения со скоростью U имеет вид:

Uu/dt=- Bv + ßf (r)df(v)/dr, (8.4)

где

Е=гд0/и> ; гд0 - резонансная частота пузырька, рассчитываемая с .учетом потерь на вязкость, теплопроводность и переизлучоние акустической энергии.

Для поля с линейным характером неоднородности f(r)—ßo ■ , где ß0 , /д^ -постоянные, использование связи u~u[r(t)] и переход к безразморынм переменным

.Z—ßo+ßiT, .2=* U/Z(8.6)

приводит, к задаче Коши

XZ7S',= -Z2-2al<Z-i-i (8.7)

'а начальным условием ==¿7 , которая разрешима в

квадратурах. Здесь °

a^ß/Zßii/Ж (а.8)

- безразмерный параметр. Решение задачи имеет ввд:

Соответственно в размерных переменных

Gt-fBu/fißt-uW*12'^^

Исследование выражения (8.9) показывает, что при ССк>0 , 2>0 , 0<Тн <1/2 зависимости 2(Х) носят предельный характер:

гпп= &тп 2(х)=-аи+]/а%+{. (8.II)'

"у

Здесь безразмерная величии .

, е.®

включает все определяющие акустофизические характеристики среды,-поля и пузырька, однозначно определяет относительную предельную (установившуюся) скорость миграции и, следовательно, служит критерием процесса. - ■

Приняв в качестве-условия установившегося движения

0,99, можно показать, 'что время установления движения гр=?п(Ао+АгрУРхУ&-'2пр<<'1:к , где длина "разгонного" участка Гр 4 10_9см, если радиус пузырька ~10~4см, а амплитуда акустического давления Ра > 10®Па. В связи с этим' В выражении (8.9) можно воспользоваться предельным переходом, 'что приводит к окончательному равенству

2,-7/_if_tn __ В '-'Л (8.13)

4(df/dr)2 М 2fdf/dr.)■

Поскольку предельный режим устанавливается практически мгновенно; ш'ерцзонные кффакты незначиш, а ограничение,по линейному характеру градиентности несущественно, т.е. выражение ('8.13) можно-использовать в любом поле для расчета' мгновенного значения скорости в точке с градиентом df/dr . С помощью ЭК/1 выполнены исследования зависимостей и(Я0) при различных амплитудах акустического давления.

Радиус зародышей в отстоявшейся воде Я ~ 10~^см, и скорость настолько мала, что их коагуляция под действием только первичных сил Бьеркнеса в фокальной-зоне "сама'по себе но позволяет объяснить образования пузырька радиусом Яоп . В связи с этим, учет взаимной коагуляции зародатй под действием вторичных сил Бьеркнеса выполнен по аналогии с ансамблем частиц,

растущих в результате броуновской коагуляции под действием мас-сопотока (4.5), Согласно Эйнштейну броуновское смещение частицы у/ОЩр? , при этом скорость •

поскольку - t=¿Z/28)fip , то

Для ансамбля зародышей в качестве масштаба 6 выбрали средам расстояние между ними, а в качестве характерной- скорости - среднюю скорость Т7М смещения дуух пузырвков под действием вторичных сил Бьеркнвса на участке В . Последнюю нашли, проинтегрировав выражение, полученное Кузнецовым и Щвкиным для мгновенной- скорости сближения пузырьков:

н 27/иРогЕ(Щ-4б/ЗР0)г ' { - }

По аналогии с выражениями (8.14) и (4.5) средний массопоток на каждый, из пузырьков ансамбля

' 4ри)гсРагК7

2?^Р0г(НН&/ЗР0)2' (8-К)

"а время роста радиуса зародышей от характерного значения Вст , определяемого выражением (4.8), до величины Я0

г?^ор°3 Г * . & * , 1Ясг " в0три)гсРаЧ зр0н3 зр0гА* *тР0311*]йо(8-17)

где /ио '- молярная ыасса газа, В0 - универсальная газовая постоянная. В фокальной зоне концентратора действует дополнительный механизм роста; радиуса пузырька Р. , обусловленный миграцией зародышей радиусом Я0

Я= (8.18)

где и определяется выраженном (8.13). Анализ последних выражений показывает, что зародыши радиусом Всг при Ра > Р0 вна-

чале растут медленно (латентшй период), затем при И0_ 2 шм при совокупном действии двух механизмов происходит взрывообразный рост фокального пузырька.с достижением порогового значения Воп . Длительность латентного периода-, которую можно найти из выра- ' кения (8.17) при условии Я0»ЛСГ , определяет, времл насту пленил кавитации th( . Отсюда пороговое значение амплитуды акустического даашшя

р _ [г?мроро3 [ у . . ме*

^-¡д0Туоси)^{ гл*. зр/л?/1зщт*ст)] >

где Вст определяется выражением (4.8). • " ■ '

Проверка адекватности выражения (8.19)-.показала удовлетворительное согласование с полученныш нами экспериментальными. зависимостями порога от времени наступления кавитации, газосодер-' жания воды, а также с серией■температурных зависимостей. Последняя включала случай, когда 'жидкость при каждом значении темпе-, ратуры достигает равновесного газосодержания, а также случаи " быстрого нагрева при различных постояшшх значениях газосодержания.

' По мере возрастания частоты акустического поля становится преобладающим монозародышешй механизм наступления кавитации, при этом частотная зависимость кавитационного порога приближенно -определяется выражением

, „ 1/2 -1/2 Л

у)с30я(Ро+Рап) Рапр ,

которое коррелирует с полем'экспериментальных данных различных авторов.

2.9. Заключение.

Получен ряд новых результатов в области физики -систем жидкость-газ, связанных с физическими механизмами-кавитационного процесса, их теоретически.! описанием и рядом задач прикладного характера. - ' '-

.' Основополагающая концепция -работы, подкрепленная экспериментальными и теоретическими исследованиями, состоит в развитии кавитации на ансамбле газовых"микрозародшзей, концентрация которых на несколько порядков величины превосходит принятые оценки.

Развитие этой концепции с учётом коллективных явлений в..ян-

самблв пузырьков привело к построению адекватных моделей, позволяющих удовлетворительно прогнозировать зависимости кавитационного порога от определяющих факторов.

¿о: о 4