بررسی اثر مواد افزودنی پلیمری در پدیده کاویتاسیون با استفاده از معادلات رشد حباب

یکی از پدیده‌هایی که در دنیای صنعتی امروز با آن مواجه هستیم، پدیده کاویتاسیون می‌باشد. اگر فشار در سیستمهای هیدرولیکی تا حد فشار بحرانی کاهش یابد، در سیال حبابهایی تشکیل می‌شود که منجر به پدیده کاویتاسیون می‌گردد. تأثیرات مخرب این پدیده می‌تواند بصورت سر و صدای فراوان، ارتعاشات شدید، خوردگی سریع و عمقی سطوح فلزی (که بسیار پر اهمیت است) ظاهر شود. پدیده کاویتاسیون در ماشینهای آبی (پمپ و توربین)، و وسایل متحرکی همچون زیردریاییها و اژدرها مشاهده می‌شود. هنگامی که در یک دمای مشخص (دمایی که سیال دارد)، فشار موضعی سیال کاهش یابد تا به مقداری کمتر از فشار بخار سیال برسد، می‌توان شروع تشکیل حبابهای کاویتاسیون را مشاهده کرد. اگر این حبابها در نواحی پرفشار و در نزدیکی جداره منهدم شوند باعث ایجاد فرسایش و صدای مخصوص می‌شود و راندمان سیستم را کاهش می‌دهد. کاویتاسیون هر ساله خسارات زیادی را به ما تحمیل می‌کند و لازم است راههایی برای جلوگیری از آن یا کاهش اثرات آن پیدا شود. در این تحقیق با استفاده از مواد افزودنی پلیمری روش جدیدی برای کاهش اثرات کاویتاسیون ارائه می‌شود. از آنجا که در اثر رشد و ترکیدن حباب، سیال اطراف دچار کشش می‌شود، با مطالعه اثر محلول پلیمر بر روی رشد و ترکیدن حباب مشاهده می‌کنیم که محلول پلیمر باعث پایدار شدن حبابها و تأخیر در ترکیدن آن می‌شود و کاویتاسیون به تأخیر می‌افتد. با توجه به اینکه اثرات فرسایش و ارتعاش ناشی از پدیده کاویتاسیون مربوط به آخرین لحظه ترکیدن حباب است از این رو اطلاعات مربوط به مراحل نهایی انهدام یک حباب را از معادله رشد حباب بدست آورده‌ایم و با استفاده از چندین فرض ساده کننده معادله رشد حباب را حل نموده‌ایم.

کلیدواژه ها:

مواد افزودنی پلیمری ، کاویتاسیون ، فرسایش ، پمپ صد