Обеспечение бескавитационного режима при промывке судовых трубопроводов двухфазной смесью

Известно, что при проведении промывки судовых систем и их элементов хорошо зарекомендовал себя в качестве промывочной среды перемешанный поток воды и воздуха. Опытным путем установлено, что происходит значительное ускорение процесса промывки и увеличение количества вымываемых частиц загрязнений. При этом двухфазный метод промывки на данный момент имеет ряд нерешенных теоретических и практических задач, одной из которых является обеспечение бескавитационного режима промывки. В статье рассмотрен вопрос обеспечения бескавитационного режима при промывке судовых трубопроводов двухфазной смесью при прохождении потока узкостей. Известно, что возникновение кавитации зависит от ряда факторов. Исследована степень влияния каждого фактора на вероятность возникновения кавитации. В данной работе выполнена попытка теоретической оценки развития кавитации в узких технологических перемычках. Определена основная теоретическая зависимость предельно допустимого диаметра перемычки от основных параметров смешанного потока: массового расхода промывочной воды, плотностей фаз смеси, массового содержания воздуха в потоке, исходного диаметра трубопровода и коэффициента поджатия струи в узком сечении, а также от исходного давления промывочного потока. При теоретическом исследовании кавитационных явлений в двухфазном потоке использована гомогенная модель смеси. В статье определены основные расчетные зависимости для определения предельно допустимого диаметра перемычки в зависимости от основных факторов двухфазного потока. Выполнена оценка влияния различных факторов на развитие кавитационных явлений. Особое внимание обращается на выбор проходного диаметра технологической перемычки в зависимости от массового расхода промывочного потока, содержания воздуха и исходного давления.

1. Петров Н. В. Испытания и промывка систем гидравлики с применением переносных стендов / Н. В. Петров, Н. В. Розов // Судостроение. — 2018. — № 4 (837). — С. 39–41.

2. Соловьев Б. В. Очистка судовых систем от технологических загрязнений / Б. В. Соловьев. — Л.: Судостроение, 1977. — 75 с.

3. Канаев Д. Н. Новые средства технологического оснащения для промывки судовых водяных систем и оборудования / Д. Н. Канаев, П. Л. Лямин, Е. Г. Лебедева, Н. И. Александров // Международный научно-исследовательский журнал. — 2014. — № 2–1 (21). — С. 93–95.

4. Лебедева Е. Г. Интенсификация технологии промывки судовых систем пульсирующим двухфазным потоком: дис. … канд. техн. наук / Е. Г. Лебедева. — СПб.: ГУВК, 2012. — 169 с.

5. Зубрилов С. П. Исследование процесса кавитации и возможности снижения эрозионного износа / С. П. Зубрилов, Н. В. Растрыгин // Вестник Государственного университета морского и речного флота имени адмирала С. О. Макарова. — 2019. — Т. 11. — № 4. — С. 705–717. 10.21821/2309-5180-2019-11-4-705-717.

6. Вилка Чаича М. Б. О скорости звука в двухфазной и двухкомпонентной среде / М. Б. Вилка Чаича, С. Юнусова, Г. Н. Шикин // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Математика, информатика, физика. — 2011. — № 2. — С. 161–164.

7. Перник А. Д. Проблемы кавитации / А. Д. Перник. — Л.: Судостроение, 1966. — 439 с.

8. Дейч М. Е. Двухфазные течения в элементах теплоэнергетического оборудования / М. Е. Дейч, Г. А. Филиппов. — М.: Энергоатомиздат, 1987. — 327 с.

9. Уоллис Г. Одномерные двухфазные течения / Г. Уоллес. — М: Мир, 1972. — 440 с.

10. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям / И. Е. Идельчик. — М.: Машиностроение, 1992. — 672 с.

11. Лебедева Е. Г. Определение средней скорости двухфазной смеси, обеспечивающей промывку судовых систем, в зависимости от содержания воздуха в потоке / Е. Г. Лебедева // Судостроение. — 2023. — № 3 (868). — С. 39–42.

12. Бабичев А. П. Физические величины: справочник / А. П. Бабичев [и др.]; Под ред. И. С. Григорьева, Е. З. Мейлихова. — М.: Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.