Можно получить много информации о механизме эрозии, рассматривая течение жидкости и деформацию твердого тела при одиночном ударе. Наиболее ранние из известных исследований подобного рода выполнены Уортингтоном [176, 177, 180], который при помощи фотографирования изучал процесс удара жидких капель. Дженкинс [99] изучал удар жидких капель, выстреливая образец, который крепился в передней части снаряда, в подвешенную или падающую каплю жидкости. Основные трудности этого метода заключаются в обеспечении разгона и торможения снаряда без повреждения образца и в деформации неподвижной или падающей капли под действием силы тяжести и воздушной волны, образующейся перед снарядом. Эти трудности удалось в значительной мере преодолеть, и получено много полезной информации о механизме эрозии при ударе. Подробное описание метода и его применения имеется в работах [52, 56—58, 102, 136].[ ...]
Другой метод разгона капли был описан Салливаном и Хок-риджем [152]. Капля раствора желатины в воде (97% воды) выстреливалась из гелиевой пушки со скоростью до 5000 м/с. Капля размещалась в носовой части поддона, который отклонялся с траектории в полете, а капля ударялась в образец преграды.[ ...]
В наиболее распространенном методе моделирования эрозии вследствие многократного удара капель используются роторные устройства. Одно из таких устройств имеет вращающийся диск, за край которого выступают исследуемые образцы. Когда диск вращается, образцы соударяются со стационарной струей пли с каплями, которые падают параллельно оси вращения и пересекают траекторию движения образца. Первые устройства такого типа описаны в работах [35, 61, 89, 90, 148, 164, 166, 169]. Более поздние устройства, аналогичные по конструкции, позволяют получать более высокие скорости (300—600 м/с) [86, 145]. Четыре такие установки использовались для сравнительного исследования эрозии [36]. Хотя эти методы являются ускоренными и не позволяют точно воспроизвести атмосферные условия, распределение капель по размерам или коррозионные процессы в ттаровой турбине, они позволяют с малыми затратами исследовать процесс эрозии материалов лопаток турбин.[ ...]
Установки для имитации дождевой эрозии принципиально не отличаются от описанных выше. Для достижения больших скоростей, необходимых для моделирования дождя, необходимо увеличить радиус вращения образца. Для этой цели используются установки типа центрифуги. Образцы крепятся на одном или двух плечах и вращаются в атмосфере с контролируемым содержанием водяных капель. Устройство таких установок описано в работах [25, 45, 57, 79]. Высокоскоростные центрифуги, позволяющие получить М = 2,0, описаны в работах [110, 123, 171, 172].[ ...]
Кеньон [106] модифицировал установку с одиночной струей [20] с целью моделирования многократных ударов. Свободный поршень был заменен молотком с пружинным приводом, который ударял в металлическую диафрагму, герметически закрывающую камеру с жидкостью. Были получены периодичность 20—30 с-1 и скорость струи 300 м/с. Этот метод применяли также для исследований эрозии авторы работ [69, 162, 167, 168].[ ...]
Более полный список литературы по экспериментальным установкам для исследования эрозии можно найти в обширных библиографиях, составленных Симсом и Треветтом [143], а также Спринжером [150].[ ...]
Капли редко имеют сферическую форму. Влияние силы тяжести и сопротивления воздуха приводит к тому, что радиус кривизны капель при столкновении с поверхностью в несколько раз больше радиуса сферы. Поскольку начальная фаза удара является более важной, чем последующее течение (за исключением, возможно, гиперзвуковых скоростей), уплощенные капли, вероятно, будут вызывать большие повреждения, чем сферические капли того же объема. Это следует иметь в виду при анализе результатов экспериментов и данных натурных испытаний.[ ...]
Вернуться к оглавлению