Установка для изучения гидродинамической кавитации

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОЙ КАВИТАЦИИ(71) Заявитель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(72) Авторы Панфилов Дмитрий Павлович Шестопалов Евгений Михайлович(73) Патентообладатель Учреждение образования Полоцкий государственный университет(57) Установка для изучения гидродинамической кавитации, включающая герметичный корпус с впускным и выпускным патрубками и съемный кавитатор, размещенный внутри корпуса, отличающаяся тем, что корпус выполнен с прямоугольным сечением и передней съемной стенкой из прозрачного материала и имеет камеру высокого давления перед кавитатором. Полезная модель относится к области гидродинамики двухфазных парожидкостных потоков, а именно к струйной технике, к конструкциям, работающим в условиях регулируемой гидродинамической кавитации, и предназначена для изучения влияния различных 82392012.06.30 факторов на интенсивность процесса кавитации, которая понимается, как количество образовавшихся пузырьков в единице объема. Наиболее широкое применение она будет иметь в химической и нефтехимической промышленности. Известен гидродинамический стенд 1, содержащий испытательную камеру со смотровыми окнами, состоящую из возбудителя кавитации и площадки для установки на ней сменных преград. Недостатком данного устройства является сложность конструкции, а также то, что оно оценивает интенсивность кавитации по косвенным признакам, а не по самому процессу кавитации. Известна установка для изучения гидродинамической кавитации 2, выбранная в качестве прототипа. Установка включает корпус в виде герметичной кавитационной трубы с впускным и выпускным патрубками, внутри которой размещен кавитатор, снабженный средством изменения критического сечения в виде съемных втулок. Кроме того, установка содержит измерительный блок в виде манометров, подключенных к датчикам давления жидкости и связанных с осциллографом, частотомером и персональным компьютером. Недостатком прототипа является отсутствие возможности нивелировать входящий в установку поток жидкости, а также невозможность визуального наблюдения за процессом кавитации. Техническая задача, решаемая предлагаемой установкой заключается в нахождении наилучшей конструкции кавитатора, создающего максимальное количество гидродинамических пузырьков, а также в возможности проведения процесса кавитации в тонком слое жидкости, позволяющим наблюдать образование и схлопывание пузырьков и фиксировать их количество с помощью фото и видеосъемки. Поставленная задача решается тем, что в установке для изучения гидродинамической кавитации, включающей герметичный корпус с впускным и выпускным патрубками и съемный кавитатор, размещенный внутри корпуса, в отличие от прототипа корпус выполнен с прямоугольным сечением и передней съемной стенкой из прозрачного материала, а также установлена камера высокого давления перед кавитатором. Предлагаемая форма корпуса обеспечивает проведение кавитации в тонком слое жидкости, что обеспечивает возможность фиксировать количество пузырьков с помощью фото и видеосъемки. Наличие съемной стенки позволяет легко осуществлять сборку и разборку конструкции и с легкостью менять кавитаторы при изучении гидродинамической кавитации. Выполнение передней стенки прозрачной обеспечивает возможность визуального наблюдения за процессом и фиксирования процесса кавитации. Наличие камеры высокого давления перед кавитатором позволяет нивелировать входящий в устройство поток жидкости. На фиг. 1 представлена общая схема установки, на фиг. 2 - сечение корпуса установки. Установка для изучения гидродинамической кавитации включает герметичный корпус 1 прямоугольного сечения с впускным 2 и выпускным 3 патрубками, камеру высокого давления 4, расположенную перед съемными кавитаторами 5, стационарную 6 и переднюю съемную 7 стенки. Съемная стенка 7 выполнена из прозрачного материала, например оргстекла. Установка для изучения гидродинамической кавитации работает следующим образом. Жидкость от насоса (на фигуре 1 не показан) пульсирующим потоком под давлением подают в камеру высокого давления 4 через штуцер 2, где происходит сглаживание пульсаций. Затем жидкость равномерным потоком поступает в область пониженного давления(зона Б), которую создают сменными кавитаторами 5, где при достижении критического давления, зарождаются кавитационные пузыри, приобретающие способность к неограниченному росту. После перехода жидкости в область повышенного давления (зона В), которую также создают сменными кавитаторами, кавитационные пузыри схлопываются. 82392012.06.30 Сечение корпуса (фиг. 2) выбирается таким образом, чтобы обеспечить проведение процесса в тонком слое жидкости. Жидкость выходит из аппарата через штуцер 3. Через прозрачную переднюю стенку наблюдают процесс кавитации в зонах Б и В,фиксируют результаты на фото и кинокамеру, и оценивают интенсивность гидродинамической кавитации по количеству образовавшихся пузырьков. Использование предлагаемой полезной модели позволит подобрать оптимальную конструкцию кавитатора, обеспечивающую максимальную интенсивность кавитации для проведения процесса кавитации в тонком слое жидкости. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3