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快速動力學停流有關的一些基本知識
快速動力學停流主要指以下兩種不同形式的過程:振蕩及水擊。前者涉及周期性壓力脈動;后者的即突然增加的壓力可以迅速傳播并產生沖擊波,并破壞與其他部件接觸表面(引起孔洞和裂紋),甚至導致組件的失效。這種現象通常發生在高速工況下,例如航空、核工業、火箭推進器和高速列車等。當管道、油槽或噴嘴中快速流體(如水、氫氣、液氮、煤油等)突然被阻斷時,會出現快速動力學停流現象。
快速動力學停流有關的一些基本知識:
振蕩通常是由于被封堵的流體振動引起,在初始停止操作之后燃料或液體內部都存在慣性力,遭受阻礙后便無法馬上停下。隨著內部流體慣性力的不斷作用,管道內部也會形成相應的振動頻率,從而使得管道產生振動。振動的發生還可能由工藝原因引起的實驗誤差或者測量誤差所導致。
此過程中有一個很特殊的現象——自激振蕩現象。 如果載荷阻力足夠小,則系統中的分析向運動的能量不斷沉積,造成能量累積;在破壞之前,能量級別量級猛增。這種情況下,物體就像共鳴體,具有局限性振幅。
水擊是指液體由于過渡跨越了閥門、閘門、泵等機械裝置的密閉狀態,快速地摩擦壁面并逐漸失去動能的一個過程。水擊現象的出現可能導致嚴重的損壞,其中壓力波以難以承受的強度傳遞到整個系統內部。這種流體沖擊波的能量可以直接破壞設備,使其粉碎并導致系統崩潰。此外,水擊還可能引起燃料爆炸和泄漏等危險情況。
在減少或避免快速動力學停流現象方面,還有一些方法可以采用。使用高質量的材料(如金屬或聚合物),具有較大的韌性和耐久性,以抵御慣性作用和水擊的影響。其次,需要針對特定的設計條件進行材料選擇。通過改變液體供應系統結構,以降低系統的壓力,并增加流體液體的密度等。開發新的技術和技巧,以減少出現該現象的可能性以及縮短系統的響應時間。