Instytut Techniki Cieplnej i Mechaniki Płynów	Sprawozdanie z mechaniki płynów	Data: 97.01.13
Maciej Loret	Temat: Kawitacja w zwężeniu rury.	Nr ćwiczenia: 4.14
Uwagi:

1. Cel ćwiczenia.

- doświadczalne wyznaczenie parametrów kawitacji w przewężeniu rury

- obserwacje efektów wizualnych idźwiękowych

2. Dane:

- wysokość słupa wody h_w = 759 [mm]

- temp. wody t = 7,4 [°C]

- ciśnienie barometr. p_b = 1020 [hPa]

3. Tabele pomiarowe.

Lp	Q	z+	z-	px
[-]	[dm^3/h]	[mm]	[mm]	[Pa]
1	400	62	300	96682
2	450	111	251	89675
3	500	164	198	82096
4	550	237	125	71657
5	600	326	36	58930
6	650	414	52	47365
7	700	518	156	34531
8	750	616	254	22438
9	800	690	328	13306
10	850	724	362	9111
11	900	700	338	12072
12	950	705	343	11455
13	1000	709	347	10962
14	1050	710	348	10838
15	1100	700	338	12072
16	1150	690	328	13306

Uwaga! Pod grubą kreską z- przyjmowało wartości ujemne.

gdzie:

Q - natężenie przepływu wody

z+ - wysokość słupka rtęci

z- - różnica wysokości (odlegości) między słupkiem rtęci a osią przewodu

p_x - ciśnienie mierzone w zwężeniu

4. Przykład obliczeń (dla pierwszego pomiaru).

[Pa]

5. Wykresy.

- wykres zależności p_x = f(Q)

6. Wnioski.

Dla temperatury t = 7,4 [°C] ciśnienie wrzenia wody obliczone za pomocą wzoru:

wynosi p_w = 1030 [Pa]. Wartość ta jest około 10 razy większa niż wartość uzyskana doświadczalnie, ale wartość obliczona jest ważna dla cieczy specjalnie odgazowanej.

Kawitacja powoduje niszczenie materiału rury (tzw. korozja kawitacyjna). Bardzo ważne zatem jest jej zapobieganie. Jednym ze sposobów jest umieszczenie za przewężeniem oporu (np. zaworu) hydraulicznego, jednak musi on być specjalnie dobrany, gdyż i on mógłby wywołać kawitację.

Dobór oporu hydraulicznego:

- równanie Bernoulli'ego dla przewężenia i poziomu porówn. na wys. przewężenia:

p, p_b - ciśn. w przewężeniu i przekroju 2

v, v_D - prędkość w przewężeniu i przekroju 2

a, a_D - współcz. Coriolisa w przewężeniu i przekroju 2

Dh^s - wysokość strat energii (miejscowe i liniowe)

- straty energii:

l - współczynnika oporu liniowego

ζ - suma współczynników oporów miejscowych

ζ=ζ_X+ζ_D

ζ_X - współczynnika oporu miejscowego dodatkowego oporu (zaworu regulowanego)

ζ_D - suma pozostałych współczynników oporów miejscowych

- równanie ciągłości przepływu:

d - średnica przewężenia

D - średnica w przekroju 2

- po wstawieniu 3 ostatnich wzorów do pierwszego mamy:

Kawitacja wystąpi gdy: tzn. gdy ze wzrostem Q maleje p w przewężeniu, osiągając w pewnym momencie ciśnienie parowania w danej temperaturze.

Gdy kawitacji nie będzie.

Kawitację można zlikwidować dodając opór hydrauliczny.

---