لینک دانلود و خرید پایین توضیحات

فرمت فایل word و قابل ویرایش و پرینت

تعداد صفحات:46

معرفي پديده كاويتاسيون

تاريخچه

نيوتن اولين فردي بود كه بطور تصادفي در سال 1754 در حين آزمايش عدسيهاي محدب به پديده كاويتاسيون و تشكيل حباب در مايعات برخورد كرد ولي نتوانست علت آن را شناسايي كند. او مشاهدات خود را چنين بيان كرده است:

«در مايع بين عدسيها، حبابهايي به شكل هوا بوجود آمده و رنگهايي شبيه به هم توليد كرده كه اين حبابها نمي‎تواند از جنس هوا باشد زيرا مايع قبلاً هوا زدايي شده است.»

نيوتن تشخيص داد كه اين عمل نتيجه بيرون آمدن هوا در اثر كاهش فشار است و حبابها دوباره نمي‎تواننددر مايع حل شوند و در نتيجه پديده كاويتاسيون را باعث خواهند شد.

مهندسان كشتي‎سازي در قرن نوزدهم به شكل عجيبي برخورد كردند. آن اين بود كه پيچهاي توربينها كه به آب دريا در تماس بودند بعد از مدتي باز مي‎شدند، آنها نتوانستند هيچ دليل قانع كننده‎اي براي اين عمل پيدا كنند.

رينولدز در سال 1875 اين مشكل را حل كرد، او يكسري آزمايشات كلاسيك روي يك مدل به طول 30 اينچ انجام داد كه داراي پيچ‎هايي به طول 2 اينچ با فنر قابل تنظيم بودند. او دريافت كه وقتي طول پيچها زياد شود عمل باز شدن رخ نمي‎دهد. او اظهار داشت كه هواي ورويد پشت تيغه پره باعث كاهش قرت پروانه مي‎شود. خودش يك مورد معروف را كه شاهكاري در صنعت كشتي‎سازي است، طراحي كرد كه سرعت آن برابر 27 كره بود.

اولين مشاهدات مكتوبي كه در توربينهاي بخار ثبت شده توسط ‎Parson است و در گزارشاتش چنين آورده است:

«لرزش پروانه بيشتر و راندمان آن كمتر از حدي است كه محاسبات نشان مي‎دهد، از بررسي روي سطوح تيغه‎ها معلوم شد كه حبابهايي در پشت تيغه توربين آب را پاره مي‎كند، جنس حبابها از هوا و بخار آب نيست و قسمت اعظم قدرت موتور صرف تشكيل و نگهداشتن آنها به جاي راندن كشتي مي‎شود.»

‎Parson Barnaby و ‎Thornycroft Barnaby مقاله‎هايي در اين زمينه نوشته‎اند و پديده مذكور را شرح داده‎اند و نتيجه‎گيري كرده‎اند كه وقتي فشار اطراف تيغه‎ها از يك حد ويژه‎اي پايين‎تر رود حفره‎ها و ابرهاي حبابي در پروانه‎ها بوجود مي‎آيد. ‎Thronycroft Barnaby اولين كساني بودند كه مقالات خود از لغت كاويتاسيون ‎(cavitation) استفاده كردند. آنها اظهار داشته‎اند كه وقتي فشار منفي كمتر از ‎psi75/6 شود اين اتفاق رخ مي‎دهد.

براي آزمايش و مشاهده كاويتاسيون، تجربيات ‎Parson و تلاشهاي ‎Turbinia آنها را به ساخت و طراحي يك ماهي تابه سربسته محتوي آب كه يك گوشه آن باز بود رهنمون كرد. اين آزمايش مقدمه‎ايي براي طراحي و ساخت اولين تونل كاويتاسيون در سال 1895 شد. اين وسيله هنوز در دپارتمان آرشيتك دريايي و كشتي‎سازي دانشگاه ‎Newcastle upon Tyne وجود دارد. اين وسيله شامل مدار بسته بيضي شكلي از يك لوله مسي عمود بر سطح مقطع پروانه بود كه بطور افقي به بالاي عضو چرخاننده يك ماشين بخاركوچك متصل بود و سپس به يك موتور الكتريكي منتهي مي‎شد. عكس‎برداري بر روي پنجره‎اي كه در بالاي آن يك لامپ كماني شكل قرار گرفته بود صورت مي‎گرفت و بدين طريق مشاهده كاويتاسيون امكان‎پذير بود.

‎Parson در سال 1910 يك تونل كاويتاسيون بزرگ در ‎Newcastle upon Tyne ساخت كه براي تست پروانه‎هايي به قطر 12 اينچ در يك مدار بسته با طول مسير جريان 66 فوت، قطر لوله اصلي 36 اينچ و سطح مقطعي به عرص 25/2 فوت و عمق 5/2 فوت بكار مي‎رفت كه داراي پنجره شيشه‎اي قابل نمايش از يك نورافكن بزرگ و سرعت عكس‎برداري ₃₀₀₀₀/¹ ثانيه بود.