Механическая смесь рабочей жидкости с нерастворенным в ней воздухом

Нерастворенный в рабочей жидкости воздух образует с последней механическую смесь. Как установлено экспериментальными исследованиями [35], он диспергируется на равномерно распределенное в объеме жидкости большое количество газовоздушных пузырьков небольших размеров. Общий объем газовой фазы в жидкости составляет до 1,5÷2,5%, но размеры пузырьков являются разными и изменяются в достаточно широких пределах.

По данным подсчета количества пузырьков определенного размера в контрольном объеме жидкости построена гистограмма и выполнена ее аппроксимация соответствующими законами (рис. 2.1) [35]. Обработка гистограммы позволила установить, что среднее значение радиуса воздушного пузырька составляет r_ср = 0,065÷0,075 мм, а в одном кубическом миллиметре рабочей жидкости их находится 7÷9 штук.

Рис. 2.1. Экспериментальная гистограмма распределения размеров воздушных пузырьков в рабочей жидкости (1) и аппроксимация гистограммы нормальным законом (2)

Выполненными исследованиями уточненные данные, согласно которых концентрация нерастворенного воздуха в открытых гидросистемах общего назначения составляет 1÷2%, а в системах гидропривода закрытого типа со специальными устройствами деаэрации – 0,5÷1,0% и ниже.

Наличие нерастворенного воздуха существенно изменяет упругие свойства рабочей жидкости гидропривода. Модуль упругости смеси жидкости с нерастворенным воздухом существенно ниже, чем модуль упругости жидкости. Так, при давлениях в гидросистеме от 0 до 10÷15 МПа модуль упругости механической смеси в 2÷3 раза меньше модуля упругости рабочей жидкости, хотя при давлениях 20 МПа и выше общее уменьшение модуля упругости не превышает 10%.

Нерастворенный в рабочей жидкости воздух провоцирует дополнительные пульсации давления в гидросистеме, случайным образом изменяет местные расходы жидкости в дроссельных устройствах, стимулирует развитие кавитационных процессов, то есть является одной из основных причин случайных изменений параметров гидропривода.