ИСТИНА

Рассматривается задача о возникновении кавитационных автоколебаний при течении жидкости в магистрали с двумя сопротивлениями: первое сопротивление кавитатор, за которым образована искусственная вентилируемая каверна со средним давлением большим атмосферного, через второе сопротивление происходит истечение жидкости и газа в атмосферу. В экспериментах на выходе использовалась либо щель (течение из-под щита), либо сопло Войцеховского. Исследования показали, что возникновение различных мод колебаний связано с взаимодействием двух колебательных систем различной природы – гидродинамической (каверна) и акустической (подводящая труба), частоты автоколебаний в основном определяются свойствами каверны, а также условиями истечения в атмосферу. Оказалось, что скорость распространения волн вдоль каверны близка к скорости на границе каверны невозмущенного стационарного течения. Приводятся экспериментальные данные, в том числе по частотным характеристикам, подтверждающие этот факт. Резонансное взаимодействие колебательных систем различной природы объясняет сильный масштабный эффект, так как гидродинамические колебания зависят от скорости течения, а акустические практически не зависят (скорость распространения акустических волн много больших скорости течения). Более того, эксперименты показывают, что свойства напорного трубопровода влияют на моду кавитационных автоколебаний (при одинаковых условиях наблюдалось до 4 х частотных мод). Кроме того, оказалось, что изменение объема каверны может привести к изменению моды колебаний (ранее было получено, что с ростом объема уменьшается интенсивность автоколебаний). Были проведены опыты с истечением в атмосферу через экспоненциальное сопло (Войцеховского) с различной шириной выходного сечения. Показано, что при наличии сопла автоколебания не исчезают, а их интенсивность растет с уменьшением выходного сечения (до некоторой величины). Впрочем, подобная закономерность наблюдается и при уменьшении ширины выходной щели. Таким образом, имеется перспектива для использования кавитационных автоколебаний для создания пульсирующих высокоскоростных струй.