При отсутствии контроля кавитация может оказывать крайне негативное влияние на работу различных технических устройств: дроссельных заслонок, крыльчаток насосов, водяных турбин, гребных винтов и т. п. Возможно возникновение различных негативных последствий: изменение производительности системы (сокращение подъема и увеличенное стягивание фольги, понижение эффективности турбин, снижение объема откачиваемой воды по водосливным магистралям и т. д.), появление шума и вибраций, эрозия стенок. Однако кавитацию можно использовать в некоторых производственных процессах, например, для управления массовым расходом и улучшения рассеивания через сопла форсунок.
Если характерное время протекания процесса парообразования много меньше характерного гидродинамического времени задачи, процесс кавитации происходит близко к состоянию термодинамического равновесия. Таким образом, метод равновесия можно использовать для моделирования фазового перехода жидкости в пар.
Обе модели кавитации учитывают наличие только одной жидкости в текучей среде. Поэтому, если в проекте в качестве Выбранных по умолчанию задано несколько текучих сред, то опцию Кавитация включить нельзя.
В CADFLO применяются две равновесные модели:
Модель равновесной кавитации (только для предварительно определенной «воды (жидкости)»)
В основе данной модели лежит подход гомогенного равновесия. Она может применяться только для предварительно определенной «воды (жидкости)».
Данная модель позволяет описывать не только фазовые превращения, вызываемые падением давления в жидкости (гидродинамическая кавитация), но и ростом температуры в ней (кипение).
Модель изотермической кавитации (только для жидкостей, заданных пользователями)
В основе данной модели лежит подход, рассматривающий изотермические двухфазные течения. Плотность среды определяется исходя из уравнения состояния баротропного типа. Модель изотермической кавитации может применяться только для жидкостей, созданных пользователями.
Если опция Кавитация включена для жидкости, созданной пользователем, то течение будет считаться изотермическим, и все заданные в проекте тепловые условия учитываться не будут.
Параметр Кавитация не может быть выбран для жидкости, заданной пользователем, если параметр Теплопроводность включен на вкладке Тип задачи в диалоговом окне Мастер проекта или Общие настройки.
Рекомендации по использованию параметра Кавитация:
Опция Кавитация не может применяться в случае, если модель не имеет отверстий входа и выхода потока.
Настройки расчетной сетки необходимо задать таким образом, чтобы область кавитирующей жидкости была подробна разрешена.
В следующих случаях рекомендуется использовать Модель равновесной кавитации: если пр анализе потока воды в некоторых его точках локальное статическое давление может достигать давления насыщения при локальной температуре, в результате чего возникает кавитация, или если вследствие интенсивного нагрева воды в потоке может произойти ее испарение.
Если после того, как расчет завершился или был остановлен, Вы включили или выключили опцию Кавитация, продолжить расчет будет нельзя, его можно будет только повторно запустить с начала.
В процессе расчета размер кавитационной зоны, как правило, растет медленно, и есть вероятность, что расчет завершится до того, как будет получено стационарное решение. Чтобы избежать этого, необходимо задать Глобальную цель по Средней плотности, а также увеличить Интервал анализа до 2.5 продувок (в разделе Критерии целей на вкладке Завершение диалогового окна Опции управления расчетом). Также необходимо определить такие условия завершения расчета, которые не приведут к его остановке до того, как выбранные цели сойдутся. Самый простой способ это сделать – выбрать значение Все критерии удовлетворены для параметра Критерий остановки расчета в разделе Условия завершения на вкладке Завершение в диалоговом окне Опции управления расчетом. Для получения дополнительной информации обращайтесь к разделу “Завершение расчета”.
Чтобы просмотреть области кавитации, в качестве параметра визуализации следует выбрать Плотность или Объемная концентрация пара.