Der Einfluss der Belüftung auf die Kavitationserosion:
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| Published: |
Karlsruhe
Inst. für Wasserbau und Kulturtechnik
1993
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183 |
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INHALTSVERZEICHNIS
1. EINFUEHRUNG
1
2. GRUNDLAGEN DER KAVITATIONSMECHANIK 6
2.1
KAVITATIONSARTEN UND KAVITATIONSBEGINN 6
2
.1.1 KAVITATIONSARTEN 6
2
.1.1.1 ZERREISSFESTIGKEIT VON WASSER 7
2.1.2 KAVITATIONSZAHL O
C^ 8
2.1.3 KEIMSTABILITAET
9
2.2 DIE GRUNDGLEICHUNGEN DER BLASENDYNAMIK
12
2.2.1 DER ANSATZ VON BESANT
12
2.2.2 DER ANSATZ VON RAYLEIGH
14
2.2.3 DER ANSATZ VON PORITSKY
16
2.2.4 DER ANSATZ VON GUETH
18
2.2.5 DER ANSATZ VON HICKLING UND PLESSET 20
2.2.6 DER ANSATZ VON IVANY UND HAMMITT 23
2.2.7 GEGENUEBERSTELLUNG DER VERSCHIEDENEN ANSAETZE 23
2.3 DER ASYMMETRISCHE BLASENKOLLAPS 26
2.3.1 DIE BILDUNG EINES MIKROSTRAHLES (MICROJET) 26
2.3.2 BELASTUNG AUS DEM MICROJET 27
2.3.3 VERGLEICH DER DRUCKSTOSSBELASTUNG AUS DEM MICROJET
MIT DEN MAXIMALDRUECKEN DES KUGELSYMMETRISCHEN
BLASENKOLLAPSES 28
2.4 DER KOLLAPS EINER BLASENWOLKE 28
3. KAVITATIONSEROSION
30
3.1 BELASTUNGSMECHANISMEN
30
3.1.1 SIMPLE IMPACT
31
3.1.2 HOLLOW CHARGE IMPACT
31
3.1.3 MIKROSTRAHL
32
3.2 DER EINFLUSS DES WANDABSTANDES AUF DIE DRUCKBELASTUNG 32
3.3 ZEITLICHE ENTWICKLUNG DER KAVITATIONSEROSION
34
3.4 MATERIALEROSION
36
BIBLIOGRAFISCHE INFORMATIONEN
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3.4.1 DAS JAHNKE-MODELL ZUR ERMITTLUNG DES
MATERIALVERLUSTES 38
3.4.1.1 ENERGIEEINTRAGSRATE EINER BLASENWOLKE 38
3.4.1.2 BERECHNUNG DER MATERIALABTRAGES 40
4. RECHNERISCHE BESTIMMUNG DES KEIMWACHSTUMS UND DER
KAVITATION IN EINER STROEMUNG 43
4.1 KEIMWACHSTUM BEI BEGINNENDER KAVITATION 41
4.1.1 FREIER GASGEHALT UND AKTUELLE KONZENTRATION 45
4.1.2 KAVITATIONSBEGINN 47
4.2 KEIMWACHSTUM BEI AUSGEPRAEGTER KAVITATION 47
5. DIE REDUZIERUNG VON KAVITATIONSSCHAEDEN
DURCH STROEMUNGSBELUEFTUNG 51
5.1 DAS MODIFIZIERTE JAHNKE-MODELL 51
5.1.1 DER EINFLUSS DES GASGEHALTES AUF DEN
MAXIMALEN ENERGIEEINTRAG 57
5.1.2 DER EINFLUSS DER BLASENGEOMETRIE AUF
DEN ENERGIEEINTRAG 59
5.2 ENERGIEEINTRAGSRATE BEI AUSGEPRAEGTER KAVITATION 61
5.3 MATERIALABTRAG 62
5.4 DISKUSSION DER ERGEBNISSE DES MODIFIZIERTEN JAHNKE-MODELLS 63
6. VERSUCHE 66
6.1 VERSUCHSSTAND 66
6.2 STROEMUNGSVERHAELTNISSE IN SCHEIBENNAEHE 70
6.2.1 FREIE SCHEIBE (MESSREIHEN A,B) 71
6.2.1.1 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN IN
RADIALER RICHTUNG 71
6.2.1.2 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNGEN IN
DER VERTIKALEN 72
6.2.2 MIT BERUHIGUNGSLAMELLEN (MESSREIHE C) 76
6.2.2.1 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG
IN RADIALER RICHTUNG 76
6.2.2.2 VERTIKALES GESCHWINDIGKEITSPROFIL 76
6.3 GESCHWINDIGKEITSVERTEILUNG IN DER ANSTROEMUNG DER STOERKOERPER 76
6.4 PROBEKOERPER 77
6.4.1 BETONZUSAMMENSETZUNG UND DRUCKFESTIGKEIT 77
6.4.2 ARBEITSVERMOEGEN DER PROBEKOERPER 78
6.5 VERSUCHSABLAUF 79
6.5.1 VERSUCHSREIHE OHNE BELUEFTUNG 79
6.5.2 WIRBELBILDUNG ZWISCHEN DEN BERUHIGUNGSLAMELLEN 80
6.6 VERSUCHSERGEBNISSE 80
6.6.1 EROSIONSSCHAEDEN 80
6.6.1.1 EROSIONSVOLUMINA 80
6.6.1.2 ZEITLICHER VERLAUF DER EROSION 87
6.6.1.3 EROSIONSBEREICHE 87
6.6.2 ZUSAMMENHANG ZWISCHEN EROSIONSVOLUMEN UND
ARBEITSVERMOEGEN 89
7. BESCHREIBUNG DES KAVITATIONSVORGANGES UND DER EROSION
IM VERSUCHSSTAND 92
7.1 DRUCKVERLAUF LAENGS DER TRENNSTROMLINIE 92
7.2 KEIMWACHSTUM 94
7.3 KONZENTRATION IN DER KAVITATIONSZONE 97
7.4 ENERGIEEINTRAG NACH DEM JAHNKE-MODELL 98
7.5 DER ENERGIEEINTRAG NACH DEM MODIFIZIERTEN JAHNKE-MODELL 100
8. ANWENDUNG DES MODIFIZIERTEN JAHNKE-MODELLS FUER
BELUEFTETE STROEMUNGEN 102
8.1 DIE VERSUCHE VON PETERKA 102
8.2 NACHRECHNUNG DER PETERKA-VERSUCHE MITTELS
DES MODIFIZIERTEN JAHNKE-MODELLS 104
9. ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK 107
10. LITERATURVERZEICHNIS 109
11. ABKUERZUNGEN 120
SUMMARY 123 |
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