Подробные исследования процесса однократного удара жидкости дают ценную информацию о начале разрушения материала. Однако конструкторы различных систем, в которых не удается избежать эрозии, должны уметь рассчитать результат длительного эрозионного воздействия. Для этого необходимо иметь модель расчета эрозии, однако, как было показано в разд. 2.3. практические возможности разработки такой модели весьма малы. Для описания эрозии при ударном воздействии жидких капель, падающих с дозвуковой скоростью, разработаны две модели, позволившие обобщить основную часть надежных экспериментальных данных по эрозии. Полученные соотношения можно использовать для оценки конкретного эрозионного воздействия. Как теория эрозии Тайрувенгадама и др. [118], так и модель эрозии Спринжера [112] основаны на представлениях об усталостной прочности металлов. В разд. 2.1 указано на возможность неправильной интерпретации роли усталости материалов в эрозии, вызванной ударным воздействием жидкости.[ ...]
В его теории форма кривой, выражающей зависимость скорости эрозии от времени воздействия, определяется в какой-то мере показателем степени п, характеризующим процесс ослабления ударного воздействия, при этом величина константы А в уравнении (38) находится с помощью «тарировочной» кривой. Форма решения (уравнение (43)) основного дифференциального уравнения (уравнение (41)) связана с величиной параметра п> но неясно, как параметры ослабления в действительности влияют на эрозию при ударном воздействии жидкости. Основную модель процесса соударения, которую Тайрувенгадам использовал при разработке теории эрозии [118], трудно приспособить для описания ударного воздействия капель воды. При выводе выражения для интенсивности ударного воздействия (уравнение (38)) предполагалось, что существует некоторый слой воды, ослабляющий импульсную нагрузку, которая передается через этот демпфирующий слой.[ ...]
Такая модель справедлива в случае кавитационной эрозии,4 но она не совсем точно описывает условия при ударе жидких капель. Конечно, очень тонкий слой жидкости может находиться на поверхности преграды, подверженной ударному воздействию жидкости, но если тело летит с большой скоростью сквозь облако дождя, то повышение скорости испарения и влияние других условий течения приводят к тому, что практически толщина слоя жидкости пренебрежимо мала по сравнению с диаметром капель.[ ...]
В работе [99] рассматривалось влияние пленки жидкости на эрозию испытываемых образцов. По оценкам Пушо [99], который проводил эксперименты на установке с вращающимся диском, толщина пленки воды составляла 10 мкм при скорости 60 м/с и 4 мкм при скорости 300 м/с. Хотя не удалось прийти к определенному выводу относительно влияния пленки воды на экспериментальные значения скорости эрозии, оно учитывалось при корреляции экспериментальных данных.[ ...]
Если удовлетворить начальное условие 1е = 0 при t = О, то теория сводится к исходному соотношению, которое использовалось при выводе уравнения (40), поскольку г (0)=0 в соответствии с предельными условиями для функции, выраженной соотношением (44). Таким образом, можно сделать вывод о том, что разработанная Тайрувенгадамом теория эрозии действительно основана на предположении о существовании демпфирующего слоя жидкости. Исходная модель содержит необходимые параметры для описания характерной кривой эрозии, приведенной на рис. 6. Поскольку маловероятно, что имеющийся в действительности промежуточный слой жидкости оказывал значительное влияние на ослабление приложенного давления гидравлического удара, то, следовательно, разработанную Тайрувенгадамом теорию, как правило, нельзя использовать для расчета эрозии, возникающей при ударном воздействии капель жидкости.[ ...]
О типичная экспериментальная зависимость; ---модель [112].[ ...]
Долговечность в циклах Iд N Рис. 17. Схематизированная кривая усталостной прочности [112].[ ...]
Таким образом, величина SJP представляет собой отношение статического предела прочности на растяжение к радиальной составляющей статических напряжений растяжения. А это— критерий разрушения хрупкого материала. Следовательно, основная корреляционная зависимость содержит лишь такие свойства материала, как предел прочности на растяжение и коэффициент Пуассона.[ ...]
Рассмотренные здесь соотношения полностью выявляют физический смысл модели процесса эрозии, основанной на представлении об усталостной прочности материала и разработанной Спринжером и Бакси [113] для однородных материалов.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Упрощенная форма суммарной потери массы при дождевой эрозии в инкубационный период, период возрастающей и максимальной скорости эрозии. |
 |