Кавитационная эрозия наблюдается на поверхности твердых тел при схлопывании пузырьков, т. е. в области высокого давления в системе. При гидродинамической кавитации это происходит не в той области, где образуются пузырьки, а при вибрационной кавитации положение области разрушения зависит от того, сопровождается ли вибрация течением жидкости (как, па-пример, в гидравлических насосах) или нет. Следовательно, область разрушения часто пространственно удалена от области, в которой возникают кавитационные пузырьки, и это нередко приводит к тому, что кавитационную эрозию путают с другим процессом (чаще всего с коррозией). Хотя разрушение может частично вызываться коррозией, как это показано в разд. 5 данной главы и в главе, написанной Вайсом, кавитационная эрозия по своей природе является преимущественно механической. Подробно различные источники механического разрушения описаны в главе Мёрча и более кратко — ниже.[ ...]
Кавитация часто рассматривается как задача механики и гидродинамики и не связывается со свойствами материалов, и это правильно. Возникновение и последующее развитие кавитации слабо зависят от свойств материала системы, в которой она происходит (хотя такие факторы, как обработка поверхности, могут оказывать определенное влияние, а модуль упругости материала определяет перепад давления в некоторых вибрационных системах). Однако степень эрозии, вызываемой кавитацией, существенно зависит от свойств материала, его структуры и микроструктуры, напряженного состояния и т. п. За последние четыре десятилетия были потрачены значительные усилия на выяснение факторов, влияющих на скорость эрозии, с целью выбора соответствующих материалов. Исследования проводились в двух направлениях: во-первых, с целью выяснения природы кавитации и влияния на нее параметров системы и свойств жидкости; во-вторых, с целью получения зависимости между скоростью эрозии и каким-либо механическим параметром материала, который можно легко найти в соответствующих справочниках. В то время как первое направление, которое является темой главы, написанной Мёрчем, оказалось плодотворным, особенно при изучении поведения отдельных пузырьков, второе до сих пор не дало желаемых результатов. Однако применение новых экспериментальных методов, таких, как электронная микроскопия, для изучения эрозионного разрушения изменило акцент исследований в последнее время. Так, основные усилия в настоящее время направлены на выяснение механизмов уноса массы материала под действием кавитации, чтобы выявить те характеристики материала, которые обеспечивают высокую эрозионную стойкость. Эти три направления фактически дополняют друг друга и, можно надеяться, позволят глубже понять изучаемое явление.[ ...]
Рисунки к данной главе:
| Кавитационная эрозия упорного диска гидравлического тормоза после работы в течение 110,48 ч. (С разрешения фирмы «Pratt and Whitney Aircraft».) |
 |
| Разрушение гильзы цилиндра в дизельном двигателе после длительного воздействия кавитации. (С разрешения фирмы «Caterpillar Tractor».) |
 |