CC BY
37
Механика и машиностроение
УДК 621.891
ИССЛЕДОВАНИЕ КАВИТАЦИОННОИ ТЕХНОЛОГИИ ПРОМЫВКИ ДЛИННОМЕРНЫХ ЦИЛИНДРОВ ШАССИ САМОЛЕТОВ
© 2011 Н.А. Карева
ОАО «Авиаагрегат», г. Самара
Поступила в редакцию 10.11.2011
Очистка рабочих полостей машин от производственных загрязнений предотвращает преждевременное изнашивание ответственных деталей, узлов и агрегатов, увеличивает срок их безотказной работы, улучшает технические характеристики и эксплуатационные свойства машин, обеспечивает высокое качество покрытий.
Для промышленной мойки поверхностей применяются моечные машины, которые используют для очистки струйную технологию, мойку погружением с использованием химических реактивов и специальных средств, а также устройства очищающие поверхности с помощью кавитации.
Наиболее распространены для высокого качества промывки ультразвуковые установки, в которых дополнительно применяют моющие средства.
Недостатком ультразвуковых ванн является высокая стоимость и сложность ультразвукового привода, вредность для оператора и низкое качество промывки в отверстиях (вследствие гашения интенсивности ультразвукового возбуждения).
В статье показано, что высокое качество промывки в технической воде, без использования химических реактивов и моющих средств обеспечивают моечные установки, в которых используется эффект струйной кавитации.
В данном техническом решении созданы форсунки, обеспечивающие турбулизацию, пульсацию давления и зарождение кавитации в струях моющей жидкости, благодаря которой достигается высокая степень очистки поверхности от всех видов загрязнений и шаржированных частиц.
Процесс развития кавитационной области представляется следующим образом. При захлопывании кавитационный пузырек может терять устойчивость и распадаться на части, а так как давление и температура в этот момент в пузырьке максимальны, то давление и температура парогазовой смеси в образовавшихся «осколках» тоже повышены. В фазе растяжения они легко расширяются и становятся новыми зародышами кавитации, менее прочными, чем постоянно имеющиеся в жидкости. Кавитационные полости, возникшие на этих зародышах, порождают новые. Внутри кавитационной области идет непрерывный процесс размножения и коагуля-
ции кавитационных пузырьков, причем кавитационный порог несколько уменьшается, так как в установившемся режиме роль кавитационных зародышей начинают выполнять равновесные пузырьки, объем и газосодержание у которых больше, чем у зародышей [3].
В качестве величины, характеризующей степень развитости кавитации, Л.Д. Розенберг предложил использовать индекс кавитации:
K = Л\л/ о
где - и выделенный объем;
Ли - объем всех кавитационных пузырьков.
При схлопывании кавитации [1...2] в локальных объемах внутри его поля возникают высокие давления до 1000 Мпа и температуры до 1000-2000 0К при коллапсе пузырька в жидкости генерируются волны разряжения и сжатия, а по близости с твердыми границами потока образуются кумулятивные микроструи. Величина динамического импульса определяется механизмом замыкания кавитационной полости, зависящей от внешних условий в который существует пузырек. К этим условиям следует отнести физические свойства жидкости, давление в отверстие пузырька, размеры и формы пузырька.
В создаваемой системе очистку внутренних отверстий длинномерных цилиндров предлагается осуществлять с использованием специальной штанги с форсунками [4]. Схема форсунки показана на рис. 1. Кавитационная форсунка состоит из: 1-входной блок; 2-сопло с шаровым закреплением; 3-пластина - кавитатор; 4-гайка закрепления пласти-ны-кавитатора; 5- гайка фиксации шарового шарнира; 6- отверстия завихрителя; 7 - завихритель.
При очистке длинномерных цилиндров жидкость под давлением подается в штангу со встроенными в нее форсунками, закручивается в завихрителях-кавитаторах и ускоряется, достигая максимума скорости и пульсации давления. Если давление в набегающем потоке достаточно велико, то обеспечивается давления большее давления насыщенных паров.
1071
Известия Самарского научного центра Российской академии наук, т. 13, №4(3), 2011
Рис.1. Кавитационная форсунка
. С уменьшением величины давления зарождается динамическая кавитация. Интенсивная кавитация в данной форсунке образуется за счет турбулизации струи жидкости, закручиваемой на входе и прерывистости струи, создаваемой упругим элементом в режиме его колебаний.
В целях обеспечения высокой интенсивности промывки на завихрителях на входе потока выполнен радиусный участок, а на сходе потока торцы завихрителей выполнены плоскими с острыми кромками и содержат отверстия 6. Эти отверстия на завихрителях в зоне схода потока, выполняют роль дополнительных резонаторов, которые преобразуют энергию струи в энергию акустических колебаний.
Установка, оснащенная форсунками, показанными на рисунке 1 прошла испытания при промывке деталей на железнодорожных и приборных под-
шипниках, к которым предъявляются особо высокие требования по чистоте поверхностей.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Белянин, П.Н. Промышленная чистота машин. [Текст] / П.Н. Белянин, В.М., Данилов. - М.: Машиностроение, 1982. - 224с.
2. Биркгоф, Г. Струи, следы и каверны. [Текст] / Г.Биркгоф, Э.Сарантонелло, пер. с англ. М.: Мир,1964. - 466с
3. Розенберг Л.Д. Кавитационная область // Мощные ультразвуковые поля / Под ред. Л.Д. Розенберга. -М.: Наука, 1968. - Ч. 6. - С. 221 - 266.
4. Пат. 2287739 Российская Федерация F23D 11/34. Форсунка. [Текст] / Гонченко Б.В.; заявитель и патентообладатель Самарский государственный Технический университет; заяв.06.06.2005; опубл.20.11.2006, Бюл.№32.-7с
RESEARCH OF THE CAVITATIONAL TECHNOLOGY FOR WASHING OF LONGSIZE CYLINDERS OF AIRCRAFT LANDING GEAR
© 2011 N.A.Kareva
Aviaagregat JSC, Samara
1072
