Рис. 2. Зависимость скорости проникания
ˉ
v
пр
(
a
) и диаметра полости
d
п
(
б
) от
диаметра отверстия
ˉ
d
0
:
точки — результаты численного моделирования; линии — аппроксимирующая кривая
сти проникания не отмечено в классической теории взаимодействия
струй идеальной жидкости, где рассматриваются струйные течения со
свободными границами [3].
Обращает на себя внимание непротиворечивость экстраполяции
зависимости
ˉ
v
пр
( ˉ
d
0
)
в область малых значений
ˉ
d
0
. Из рис. 2 следует,
что при
ˉ
d
0
≈
1
скорость проникания
ˉ
v
пр
близка к нулю. Это явля-
ется следствием очевидного запрета прониканию струи в отверстие,
диаметр которого не превышает диаметра струи.
Анализ результатов расчетов показал, что диаметр полости
d
п
в
загрязнении, формируемой на квазистационарной стадии проникания,
зависит только от диаметра отверстия
d
0
и не зависит от скорости
струи
v
с
(рис. 2,
б
). Взаимосвязь между
d
п
и
d
0
носит немонотонный
характер. В диапазоне
0
<
ˉ
d
0
<
1
струя не проникает в отверстие, по-
этому
d
п
= 0
. С началом проникания относительный размер
˜
d
п
=
d
п
/d
0
полости резко возрастает. Далее с увеличением относительного диаме-
тра отверстия
ˉ
d
0
форма полости меняется и при
ˉ
d
0
>
20
проникающая
в загрязнение струя создает полость, близкую по форме к полости,
образующейся при проникании струи в полупространство.
Графические зависимости
ˉ
v
пр
= ˉ
v
пр
( ˉ
d
0
)
и
˜
d
п
= ˜
d
п
( ˉ
d
0
)
, предста-
вленные на рис. 2, можно использовать в качестве основы методики
выбора рациональных режимов и условий промывки на квазистацио-
нарной стадии процесса.
Остановимся на этой методике подробнее. Введем понятие интен-
сивности промывки
J
0
, определяя эту величину как отношение пло-
щади сечения
s
п
=
πd
2
п
/
4
промытой полости в глухом отверстии к
площади сечения
s
0
=
πd
2
0
/
4
самого отверстия:
J
0
= ˜
d
2
п
. Очевид-
но, что качество промывки на квазистационарной стадии тем лучше,
чем больше
J
0
. В связи с этим, учитывая, что функция
J
0
=
J
0
( ˉ
d
0
)
(рис. 3) принимает наибольшее значение
J
0max
на границе области
определения, т.е. при
ˉ
d
0
= ˉ
d
0min
(где
ˉ
d
0min
— минимальное значение
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2011. № 4 37
