Пензенские ученые придумали, как оценивать кавитацию по току
Датчик будет стоить несколько тысяч рублей.
Фото: архив ПензаСМИ.
В Пензенском государственном университете запатентовали первый в мире способ электрической оценки кавитации. Разработка позволит вовремя выявлять разрушительные процессы в турбинах ГЭС, гребных винтах судов, насосах и даже в бытовых системах водоснабжения. Об этом сообщает газета «Коммерсантъ».
Кавитация — это когда в быстро движущейся воде появляются пузырьки пара, а потом они схлопываются. Звучит безобидно, но на самом деле ударная волна при схлопывании одного пузырька разрушает поверхность металла или бетона. Температура внутри может достигать 20 тысяч градусов, а гидравлический удар — сверхзвуковой скорости. Со временем это приводит к эрозии, трещинам и выходу оборудования из строя.
Раньше кавитацию отслеживали с помощью гидрофонов — сложных и дорогих подводных микрофонов, которые улавливают шум пузырьков на фоне грохота работающих машин. Такие приборы используют в основном в лабораториях — для постоянного мониторинга на производстве они слишком дороги.
Автор разработки — заведующий лабораторией критических технологий НИИ фундаментальных и прикладных исследований ПГУ Сергей Кочкин — предложил измерять кавитацию по-новому: не по звуку, а по электрическому току.
Суть простая. В воду опускают два электрода из разных металлов — меди и цинка. Вода работает как электролит, и между пластинами возникает слабый электрический ток. Как только в воде начинается кавитация, характеристики тока меняются — это и есть сигнал для инженеров. Ученые уже проверили макет в ультразвуковой ванне: при включении кавитации ток рос, при выключении — падал.
Преимущество метода в том, что он точный, быстрый и дешевый. Сам чувствительный элемент, по оценке автора, будет стоить всего несколько тысяч рублей. При этом его можно установить прямо в рабочей зоне винта судна или турбины ГЭС и получать данные в реальном времени.
В вузе планируют создать полноценный промышленный прототип и получить еще один патент на усовершенствование датчика. Разработка может заинтересовать судостроительные заводы, энергетические компании и производителей гидравлического оборудования.
