Некоторые свойства жидкостей, в том числе и воды, как твердых тел, например хрупкое разрушение при высокоскоростном ударе, представляют определенный интерес для выяснения общей картины эрозии деталей паровых турбин под воздействием струйного и капельного удара. Одним из признаков, характеризующих твердое тело, считают его способность сохранять свою форму.
Это свойство обнаруживают также и жидкости разной вязкости при высокоскоростном взаимодействии с поверхностью образца. Широко известны иллюстрации характера деформации и разрушения жидкости при поперечном ударе о цилиндрический стержень жидкой вязкой струи из смеси канифоли с трансформаторным маслом (вязкость 0,5 кПа-с — консистенция меда или патоки) (рис. ΙΙ.4). Для скоростей движения стержня меньше 23 м/с (рис. II.4, а) струя деформировалась пластически. Свыше 23—30 м/с наблюдалось хрупкое разрушение струи вязкой жидкости (рис. II.4, б). Опыты с разрушением вязких и маловязких тонких струй жидкостей с коэффициентами динамической вязкости от 104-4 до 10-3 кПа-с при ударе о струю пули, летевшей со скоростью около 300 м/с, показали только хрупкое разрушение струи (рис. II.4, в). Хрупкое разрушение наблюдалось и при ударе образца о поверхность струи воды (рис. II.4, г, д). При испытании скорость движения образца в показанных фрагментах (рис. II.4, д) была в пределах 80 м/с.
При ударе образца о струю образуются потоки разлетающихся мелких капель (рис. II.4, в—д), движущихся со значительными скоростями, например для рис. II.4, г, по данным [68], — около 1000 м/с. В высокоскоростных потоках капель, являющихся результатом выдавливания жидкости из-под ударяющейся и поджатой струи воды, содержатся и капли — осколки от хрупкого разрушения.
Особенно четко иллюстрируют хрупкий удар три кинокадра удара образца о водяную струю (рис. II.4, д) [29]. При напоре воды 60—80 кПа и линейной скорости образца 30—80 м/с струя при соударении перерезалась без заметного искривления. На кадре I показан подход образца 2 к струе 1. На кадре II образец вошел в струю, образовав быстролетящий поток капель 4. На кадре III образец перерезал струю и образовал отсеченную часть струи 5, немного смещенную от оси струи по ходу образца. Расплющивание торца среза 6 вытекающей из насадки струи вызвано растеканием струи по торцовой поверхности держателя образца.
Рассмотренные результаты хрупкого пересекания сплошной или начавшей распадаться на капли струи могут быть применены и к влажнопаровой турбинной ступени в случае анализа характера движения парокапельных потоков. В общем случае в турбинной ступени имеются струйные и капельные потоки, пересекаемые вращающимися деталями. Например, кромочные парокапельные следы лопаток направляющего аппарата пересекаются вращающимися рабочими лопатками. Водяные струйные жгуты в области схода вторичных токов с выходных кромок направляющего аппарата также пересекаются рабочими лопатками, вращающимися с высокими окружными скоростями, при которых пересечение струйно-капельных потоков будет происходить с проявлением жидкостью хрупких свойств.
