Рейнольдсова отсечка кавитации при низких исходных температурах воды.

В реальном гидродинамическом устройстве важную роль играет число Рейнольдса Re, которое прямо пропорционально характерному размеру устройства и скорости течения жидкости, а также обратно пропорционально вязкости жидкости. Развитая кавитация происходит только при значениях Re, больших чем его критическое значение Re_кр, которое определяется конструкционными особенностями устройства. Хорошо известно: при уменьшении числа Re, начиная с Re_кр, кавитация быстро сходит на нет. При одной и той же геометрии устройства и постоянной скорости воды в нём, вязкость воды является единственным параметром, температурная зависимость которого может обеспечить значительную перестройку числа Re. При изменении температуры воды от 10^оС до 80^оС, её динамическая вязкость уменьшается в 3.67 раз – и, соответственно, во столько же раз увеличивается число Re (при прочих равных условиях). Если в результирующий диапазон перестройки числа Reпопадает значениеRe_кр, то при температурах входящей воды, меньших чем та, которая соответствует Re_кр, будет иметь место «завал» теплового эффекта от кавитации – ввиду пропадания самой кавитации.

Для отражения этого фактора на температурных зависимостях тепловых эффектов, мы умножали полученные выше кривые (Рис.5) на вспомогательную функцию F(t), представляющую собой сглаженную единичную ступеньку, которая приходится на температуру t_кр, соответствующую Re_кр. Мы использовали следующую функцию:

. (5)

Итоговые температурные зависимости теплового эффекта при трёх разных значениях Re_кр, соответствующих температурам 15, 20 и 25^оС, приведены на Рис.6 – для случая r₀=1.0 мм.

Рис.6.Тепловые эффекты при трёх критических числах Re, соответствующих

температурам воды 15, 20 и 25^оС.

Таким образом, если конструкция и гидродинамический режим теплогенератора не обеспечивают достижение критического значения числа Re при достаточно низкой температуре воды, то величина максимально эффективного нагрева воды будет значительно снижена.