статистическое усреднение размеров кавитационных пузырей в узлах прямоточных регулирующих клапанов
Authors: А.Б. Капранова , А.Е. Лебедев , И.С. Гуданов , А.М. Мельцер , Е.Ф. Скурыгин 
Published: November 2024

Сравнение предлагаемых конструктивных особенностей по достижению эффективных значений основных показателей работы клапанов целесообразно выполнить с позиций анализа интенсивности появления кавитационных пузырей, оценки их статистически усреднённых размеров до начала развитой стадии гидродинамической кавитации. Снижение числа пузырей в области течения рабочей жидкости, их ускоренный отвод от внутренних поверхностей клапана к выходному сечению потока среды за счет процесса его дросселирования различными способами обеспечивают рациональные значения пропускных характеристик регулирующих устройств. На базе энергетического метода с помощью моделей, ранее предложенных авторами, для гидродинамической кавитации в узлах сепаратор – затвор выполнены: выбор значимых параметров процесса дросселирования; расчет искомых усредненных по ансамблю диаметров пузырей при повороте перфорированного затвора в заданном интервале изменения пропускной способностипрямоточногоклапана с максимальным значением диаметра условного прохода 2,59·10-2 м; сравнительный анализ данных результатов статистического усреднения с известными авторскими при поступательном движении глухого затвора с ограничением на значение диаметра условного проходного сечения до 3,13·10-2 м. Установлено, что в этих условиях наблюдается: сокращение указанных диаметров в 6,8 раза и в 8 разсоответственно для перфорированного и глухого затворов при переходе от значения степени открытия 0,2 до 1,0; практическое выравнивание максимальных значений усредненных по ансамблю диаметров пузырей до значения 2,50·10-3 м в каждом из видов узлов.

The comparison of the proposed design features for achieving effective values of the main performance indicators of the valves should be performed from the standpoint of analyzing the intensity of cavitation bubbles, assessing their statistically averaged sizes before the onset of the developed stage of hydrodynamic cavitation. Reducing the number of bubbles in the area of the working fluid flow, their accelerated removal from the internal surfaces of the valve to the outlet section of the medium flow due to the process of its throttling in various ways ensure rational values of the throughput characteristics of the regulating devices. Based on the energy method and using the models previously proposed by the authors, the following are performed for hydrodynamic cavitation in the separator - gate assemblies: selection of significant parameters of the throttling process; calculation of the sought-for ensemble-averaged bubble diameters when turning the perforated gate in a given range of change in the throughput capacity of a straight-through valve with a maximum value of the nominal bore diameter of 2.59˟10-2 m; comparative analysis of the data of the results of statistical averaging with known author's data during the progressive movement of a blind gate with a limitation on the value of the nominal flow section diameter up to 3.13˟10-2m. It was established that under these conditions the following is observed: a reduction in the specified diameters by 6.8 times and 8 times, respectively, for perforated and blind gates during the transition from an opening degree value of 0.2 to 1.0; practical alignment of the maximum values of the ensemble-averaged bubble diameters to a value of 2.50˟ 10-3 m in each type of node.