Кавитация

Aug 22, 2012   //   by admin   //   База знаний  // 

Кавитация – это физико-химическое явление, связанное с образованием в потоке жидкости, при местном понижении давления, кавитационных пузырьков (каверн), заполненных паром самой жидкости и последующим их схлопыванием (имплозией) при попадании в зону повышенного давления. Явление характеризуется возникновением высоких локальных температур (до 10 000 град. С) и высокого давления (до 25 000 атм. ). Растворенные в жидкости газы, образующие каверны, содержат в процентном отношении больше кислорода, чем атмосферный воздух и следовательно более химически агрессивны по отношению к многим обычно инертным материалам.

2. Вредные последствия.

 

Химическая агрессивность газов в пузырьках, имеющих к тому же высокую температуру, вызывает эрозию материалов, соприкасающихся с жидкостью в которой развивается кавитация. Второй отрицательный фактор обусловлен большими забросами давления, возникающими при схлопывании пузырьков и воздействующим на поверхность материалов.

Схлопывание кавитационных пузырьков приводит к тому, что энергия окружающей жидкости сосредотачивается в небольших объемах, локализуя места высокой температуры и волнового воздействия.

Кавитация отрицательно влияет на ресурс рабочих органов гидродинамических машин и трубопроводов.

 

3. Полезное использование.

 

Однако разрушительные свойства кавитации находят свое применение с пользой для экономической деятельности человека.

Например:

- для гомогенизации различных материалов в водной (жидкостной) среде;

- для гомогенизации несмешиваемых и малосмешиваемых сред;

- обработка тяжелого углеводородного топлива, для улучшения физико-химических свойств и калорийности;

- создание водо-угольных суспензий без применения стабилизирующих присадок, для ее последующего сжигания или химической переработки;

- создание нефтяных водо – топливных эмульсий;

- обеззараживание органических соединений от патогенной микрофлоры (бытовые стоки, иловые осадки, навоз сельхозживотных, птичий помет);

- производство органических удобрений, в том числе гуминовых;

- производство жидких гомогенных кормов жля сельскохозяйственных животных, в том числе производство зерновой патоки без специальной ферментации.

 

Это далеко не полный перечень полезного применения свойств кавитации по обработке материалов.

 

Основным вопросом к широкому применению кавитационных диспергаторов, является вопрос ресурса рабочих органов машин, которые подвержены как кавитационному так и механическому износу, так как обрабатываемая среда зачастую имеет абразивные свойства. Решением проблемы ресурса является применение для изготовления рабочих органов высокопрочных хромистых сталей, или износостойких чугунов типа ИЧХ, с твердостью не менее 60,0 HRC .

В отношении своей продукции, благодаря применению износостойких материалов, мы добились ресурса рабочих органов, например по переработке зерновых смесей,

до 1000 часов.

 

Интересной темой по применению кавитации в экономике является производство тепловых генераторов с коэффициентом преобразования электрической энергии в тепловую, превышающим единицу.

 

Базой, для конструкционных и технологических решений, заложенных в нашем оборудовании, являются патенты инженера-изобретателя Петракова А.Д. в соавторства с инженером Радченко С.М., при участии инженера Яковлева О.П.