Исследование влияния геометрии отверстия жиклера дроссельного устройства на образование кавитации

Дроссельные устройства используются в гидравлических системах как в качестве регулирующей арматуры, так и для обеспечения защитных функций, что обуславливает актуальность разработки конструкции, которая обеспечит их бескавитационную работу. Целью исследования являлось изучение кавитационных явлений в одноступенчатых дроссельных устройствах с различной геометрией отверстий жиклеров для выявления геометрической формы, способной минимизировать кавитацию. Приведено исследование влияния различных геометрических форм отверстий жиклеров одноступенчатых дроссельных устройств на образование кавитации в областях пониженного давления. Кроме того, задачей исследования являлось изучение воздействия физических величин (скорости и давления), оказывающих влияние на образование кавитации, и проведение сравнительного анализа, с помощью которого наглядно демонстрируется влияние взаимосвязи между геометрической формой отверстия жиклера, скоростью рабочей среды и давлением в области отверстия жиклера на образование кавитационных зон в областях пониженного давления. Вычислительный эксперимент проводился с использованием программного обеспечения Ansys CFX и основывался на математической модели кавитации Рэлея-Плессета. В ходе исследования изучена возможность возникновения кавитационных явлений в одноступенчатых дроссельных устройствах, и выявлена геометрическая форма отверстия жиклера, которая способствует бескавитационной работе одноступенчатого дроссельного устройства. Результаты исследования показали, что жиклер с конусным отверстием минимизирует объемную долю пара, возникающую в ходе кавитационных процессов, в одноступенчатых дроссельных устройствах. Проведенное исследование имеет практическую значимость и способно увеличить срок эксплуатации одноступенчатых дроссельных устройств путем минимизации образования кавитационных зон в областях пониженного давления.

1. Идельчик И. Е. Справочник по гидравлическим сопротивлениям. – Машиностроение, 3-е изд. 1992,: 662. 2. ГОСТ 8.586.

2. Измерение расхода и количества жидкостей и газов с помощью стандартных сужающих устройств. Часть 2. Диафрагмы. Технические требования. Внесен Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии Российской Федерации. Принят Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации от 9 декабря 2005 г. N 28: дата введения: 2007-01-01. URL:https://files.stroyinf.ru/Data2/1/4293847/4293847366.pdf (дата обращения: 10.10.2023). – Текст: электронный.

3. Ansys, Inc. Ansys CFX-Solver Theory Guide, Release 2023 R2, July 2023.