Теоретические и экспериментальные основы расчета напорного ускоренного движения жидкости в цилиндрических трубах

• Автор: Лийв, Уно Рейнович
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1983
• Место защиты: Таллин
• Количество страниц: 304 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ

В В Е Д Е Н И Е .

ПРИНЯТЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ .

ГЛАВА I

СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ И ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ .

1.1. Классификация задач неустановившихся движений

жидкости .

1.2. Историческое развитие неустановившихся течений.

1.3. Переход от ламинарной формы неустановившегося

течения к турбулентной .

1.4. Экспериментальные исследования неустановившихся

течений в трубах .
1.5. Постановка задачи исследования
ГЛАВА II
ЛАМИНАРНЫЕ УСКОРЕННЫЕ ПОТОКИ .
2.1. Исходные уравнения .
2.2. Асимптотический вывод диссипативной модели
2.3. Решение задач неустановившихся движений на
основе диссипативной модели операционным
методом.
2.4. Решение задачи о неустановившемся движении
жидкости при помощи диссипативной модели прямом
методом Канторовича
2.5. Модель для несжимаемой жидкости
2.6. Одномерная модель
2.7. Средняя скорость и давление неустановившихся
движений
2.8. Распределение продольных скоростей и динамический пограничный слой
2.9. Распределение радиальных скоростей .
2 Касательное напряжение на стенках трубы
2 Коэффициенты сопротивления и трения при
ламинарном движении жидкости .
ГЛАВА III
СМЕНА РЕЖИМА ТЕЧЕНИЯ РАЗГОННОГО ПОТОКА .
3.1. Переход ламинарного режима к турбулентному
при разгонных движениях жидкости .
3.2. Распространение турбулентности по живому
сечению при разгонных движениях жидкости .
3.3. Распределение скоростей течения при
смене режима .
ГЛАВА IV
ТУРБУЛЕНТНЫЕ УСКОРЕННЫЕ ПОТОКИ .
4.1. Математические модели для решения задач
неустановившегося турбулентного движения
жидкости в трубах
4.2. Экспериментальное определение турбулентных
локальных характеристик разгонного потока .
4.3. Изменение касательного напряжения на стенке
при турбулентном разгонном движении жидкости
4.4. Исследование законов распределения и спектральных плотностей локальных характеристик
разгонных течений в трубах .
4.5. Изменение локальных характеристик турбулентности при переходных ускоренных движениях
ГЛАВА V
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ УСТАНОВКИ, ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ
СРЕДСТВА И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ
5.1. Описание экспериментальных установок .
5.2. Измерительная аппаратура и методика применения
термоанемометра
5.3. Системы записи и обработка опытных данных
5.4. Методика и программа проведения опытов
3 А К Л Ю Ч Е Н И Е
Л И Т Е Р А Т У Р А.
ВВЕДЕНИЕ


Здесь следует отметить только генеральный доклад Тубса 2, посвященный силам, возникающим в неустановившихся движениях, а также статьи Худаско 2 и Константинова , посвященные математическим моделям, описывающим неустановившиеся турбулентные течения и методам замыкания соответствующих дифференциальных уравнений. Зекселя 9, Ухиды 3, Филипса и Цианга 2, Хиршмана 7, а также в монографиях Лойцянского и Шлихтинга 2. В работе Атабека и Шанг 0 рассматривается задача о развитии течения жидкости в трубе, если скорость потока во входном сечении является некоторой периодической функцией времени. Решение скорости представляется в виде суммы двух рядов, из которых первый выражает предельное течение в бесконечности, а второй добавочные скорости во входном участке. Осциллирующее движение несжимаемой жидкости в трубе, слабо расширяющейся по экспоненциальному закону, исследовано в работах Шнека, Острача 3, Шнека и Уолберна 4 и Шнека 5, Лайн 6, Залош и Нелсон 1, Заприанов и Матакиев 2 рассматривали задачу осциллирующего движения несжимаемой жидкости в искривленных круглых трубах под давлением. Работы Вомерели 5, Веттера и Кеннера 9 посвящаются задаче осциллирующего ламинарного движения несжимаемой жидкости в деформируемых трубах. В статьях Клаймса и Ионля и Хиршиана 7 дается обзор работ, которые посвящены исследованию осциллирующего движения в жестких и упругих трубах. Решения, относящиеся к произвольным периодическим колебаниям давления и скорости жидкости в круглой трубе на основе диссипативной модели, обстоятельно исследованы в монографиях Чарного 5 и Попова . В работе Джаясинге, Летельер, Лойтхойзер 0 для осциллирующего движения сжимаемой жидкости в некоторых предположениях, путем осреднения, вводится эффективный коэффициент трения, зависящий от частоты и числа Рейнольдса. Рассматривая колебания в иобразной трубе, получены экспериментальные результаты. Такаяже опытная установка применяется также при исследованиях Летельера, Лойтхойзера 9. Движение вблизи колеблющегося поршня в трубе исследовано в работе Герарда и Хюгса 2. Из числа пульсирующих движений следует отметить работы Орнера , где изучается влияние стационарного течения на динамические характеристики гидравлических трубопроводов на основе диссипативной модели. Соответствующий профиль возмущенной скорости описывается конфлюэнтной гипергеометрической функцией с двумя комплексными параметрами. Кроме того, в этой работе приводится приближенное решение, которое получено с помощью разложения волн давления и скорости по степеням числа Маха пульсирующего потока. Влияние пульсирующего осесимметричного движения Пуазейля на распределение скорости и передаточной матрицы при движении сжимаемой жидкости по цилиндрическим трубам представлена в работе Инаба, Хашимато, Мияке и Мурата 0. Для пульсации представляются уравнения Стокса и диссипативной модели и решения ищут путем разложения в ряд по числу Маха. В результате найдены нулевые и первые приближения в этих разложениях. Первые работы по решению задач о неустановившемся движении жидкости в цилиндрической трубе были получены с использованием модели несжимаемой жидкости . В общей постановке для любого заданного закона изменения давления во времени задача была исследована в работе Громека еще в году. Позднее разные частные случаи этой задачи были рассмотрены в работах Шиманского 7, Лямбиоси , Слезкина , Дейвиса, Вебера , Панчурина, Ройзмана . Вопрос о потерях напора на трение при неустановившемся движении жидкости в трубопроводах рассмотрен в работах Панчурина , Мелконяна , Барсегяна . Зилке вывел для несжимаемой жидкости соотношение, связывающее касательное напряжение на стенке трубы с мгновенной средней скоростью и взвешенными изменениями скорости в предшествующие моменты времени. В работе приводятся также приближенные выражения для функции при больших и малых значениях аргумента . В работе Попова выведено уравнение для определения касательного сопротивления на стенке трубы в зависимости от изменения средней скорости движения жидкости в трубе. В других работах Попова методом передаточных функций исследуется влияние нестационарности потока на гидравлическое сопротивление трубы.