Юный техник 1959-12, страница 61
В 1912 году на англо-японской выставке демонстрировались гребные винты быстроходного пассажирского судна — лайнера «Мавритания». Трехлопастные винты «Мавритании» диаметром около 5 м после трехмесячного плавания подверглись сильнейшему разъеданию: глубина раковин на лопастях достигла 50 мм. Подобное разрушение винтов наблюдалось и у других быстроходных кораблей. Винты приходилось заменять порой через несколько дней после сдачи кораблей в эксплуатацию. В чем же дело? Ведь с винтами судов, существовавших до этого, ничего подобного не случалось. Почему винты стали разрушаться только тогда, когда тихоходная паровая машина была заменена быстроходной турбиной? Для выяснения причин была создана специальная комиссия. Четыре года потребовалось комиссии, чтобы раскрыть тайну загадочного явления. Врагом винтов оказалась кавитация. холодное кипение: Известно, что вода при атмосферном давлении кипит при температуре 100е, но если поместить воду под герметичный колпак и, выкачав из него воздух, уменьшить давление под ним в 160 раз, то вода начнет кипеть при 0Г С. Однако холодное кипение возможно не только под герметичным колпаком. По закону, открытому в 1738 году Д. Бернулли, давление в текущей жидкости зависит от скорости ее движения. Чем больше скорость, тем меньше давление. Если в жидкости на какой-то глубине движется твердое тело, то давление на поверхности тела может быть значительно меньше гидростатического давления на этой глубине. Чем быстрее движется тело, тем меньше давление, и может наступить такой момент, когда жидкость в точках, соприкасающихся с поверхностью тела, закипит. От поверхности тела начнут отделяться пузырьки, наполненные паром. Произойдет разрыв жидкости. Это явление называется кавитацией (от латинского «кавитас» — пустота). Растворенные в воде газы — в основном кислород и углекислый газ — устремляются в образовавшиеся пустоты подобно газам, вырывающимся при открывании бутылок минеральной воды. Питаемые газами пузырьки некоторое время растут, но, попадая в область повышенного давления, уменьшаются в объеме и исчезают. ♦> При увеличении скорости винтовых судов столкнулись с явлением кавитации. ♦> Шарик падает в воду с небольшой высоты. Вода обтекает шарик. Скорость падения увеличивается. От шарика отделяются пузырьки пара. «£» Скорость весьма велика. За шариком тянется полость, заполненная паром. Давление в лобовой части шарика больше гидростатического. Кавитация здесь возникнуть не может. Она возникает там, где давление на поверхности тела меньше гидростатического. ♦> Давление при «ударе пустотой» достигает десятков тысяч атмосфер. Если дать волю кавитации, то она может «съесть» гребной винт за несколь-ко часов. ♦> Конструктивное изменение винта позволяет избавиться от кааитацин. И другой путь — заменить винт реаитивным двигателем. 4 «Юный техник» № 12 49 |
