Аннотация:Рассматривается задача о возникновении кавитационных автоколебаний
при течении в магистрали с двумя сопротивлениями (типа диафрагм). За первым
сопротивлением образована искусственная вентилируемая каверна со средним давлением
большим атмосферного, через второе сопротивление происходит истечение в атмосферу.
Исследования показали, что частоты автоколебаний в основном определяются
свойствами каверны. Обнаружены две стадии процесса, определяющие период колебаний–
это время распространение волн жидкости вдоль границы каверны и время выбрасывания под
действием повышенного давления жидкой порции в атмосферу. Оказалось, что скорость
распространения волн близка к стационарной скорости на границе каверны. Поэтому с ростом
поддува газа (и с увеличением давления в каверне) время первой фазы увеличивается, тогда
как время второй фазы уменьшается. Это объясняет тот факт, что для длинных каверн частота
падает с ростом поддува, а для коротких, где доминирует вторая фаза,– растет. Оказалось, что
автоколебания при заданной геометрии течения зависят не только от локальных
характеристик, таких как напор жидкости и расход поддуваемого газа, но и от характеристик
подводящих магистралей и от объема каверны. При одинаковых геометрии и средних
характеристиках течения, в зависимости от свойств подводящего трубопровода и объема
каверны, в эксперименте наблюдалось до 4-х частотных мод автоколебаний. Исследования
показали, что различные моды автоколебаний отличаются различным количеством волн на
границе каверны. Предполагается, что возникновение различных мод колебаний связано с взаимодействием двух колебательных систем различной природы – гидродинамической
(каверна) и акустической (подводящая труба). Этим можно объяснить сильный масштабный
эффект, так как гидродинамические колебания зависят от скорости течения, а акустические
практически не зависят (при скоростях распространения акустических волн много больших
скорости жидкости).