Гидродинамическое взаимодействие потока с элементами искусственной шероховатости

• Автор: санжиев, Анатолий Дамдинович
• Шифр специальности: 05.14.09
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 201 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ВОПРОСА О ВЗАИМОДЕЙСТВИИ

ПОТОКА С ЭЛЕМЕНТАМИ УСИЛЕННОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ

1.1. Взаимодействие потока с одиночными

твердыми телами

1.2. Взаимное влияние элементов шероховатости при обтекании их турбулентным потоком

1.3. Гидравлическое сопротивление каналов

с усиленной шероховатостью

2. АНАЛИТИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ИССЛЕДОВАНИЮ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ РУСЕЛ С ИСКУССТВЕННОЙ УСИЛЕННОЙ ШЕРОХОВАТОСТЬЮ
2.1. Связь коэффициента гидравлического сопротивления русел с искусственной шероховатостью с коэффициентом гидродинамического сопротивления элементов.
2.2. Анализ взаимного гидродинамического влияния двумерных элементов шероховатости .
2.3. Анализ размерностей переменных, определяющих величину коэффициента гидродинамического
сопротивления.
Выводы.
3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ОБОРУДОВАНИЯ И МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ОПЫТОВ. ОБРАБОТКА ПОЛУЧЕННЫХ ДАННЫХ .
3.1. Экспериментальные установки и измерительная аппаратура
3.2. Тарировка экспериментальных установок
и измерительных приборов .
3.3. Методика проведения экспериментов .
3.4. Методика обработки опытных данных .
3.5. Методика оценки точности результатов
исследований .
4. РЕЗУЛЬТАТЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ ГИДРОДИНАМИЧЕСКОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОТОКА
С ЭЛЕМЕНТАМИ ИСКУССТВЕННОЙ ШЕРОХОВАТОСТИ.
4.1. Взаимодействие потока с одиночными элементами шероховатости
4.2. Механизм взаимного влияния двух элементов шероховатости на их гидродинамическое взаимодействие с потоком .
4.3. Гидродинамическое взаимодействие потока
с системой элементов шероховатости
4.4. Гидравлическое сопротивление каналов с усиленной шероховатостью. Сопоставление полученных результатов
с результатами других исследователей . .
4.5. Гидравлическое сопротивление необлицованных
напорных туннелей .
5. ИНЖЕНЕРНЫЕ МЕТОДЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО РАСЧЕТА ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ
ПОТОКА С ЭЛЕМЕНТАМИ ШЕРОХОВАТОСТИ .
5.1. Методика гидравлического расчета элементов
искусственной шероховатости быстротоков .
Стр.
5.2. Расчет гидродинамической нагрузки на элементы шероховатости .
5.3. Расчет гидравлического сопротивления металлических
труб со стыками с подкладными кольцами
5.4. Методика гидравлического расчета необлицованных напорных туннелей .
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО ДИССЕРТАЦИИ . .
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Арие, Кийя, Тамура и Канаяма [7] исследовали гидродинамическое сопротивление двумерных элементов шероховатости с отношением сторон 1 = 0,5 + 6,0 и установили, что для элементов с | ^1,0 можно пренебрегать влиянием этого параметра на величину коэффициента сопротивления. Райю и Гардэ [9], Чандра [0] были проведены опыты по обтеканию одиночного двумерного элемента шероховатости, установленного на дне открытого канала. Кл0 - гидродинамическая нагрузка на элемент; V - средняя по вертикали скорость,измеренная при установленном элементе. Оказалось, что значения СХо » полученные в открытом потоке, значительно больше, чем для таких же элементов в аэродинамическом потоке. При введении поправки по формуле (1. А , т. Опыты [9,0] были проведены при и ? Эти исследования показали, что СХо зависит от ? С*0 не было обнаружено. Взаимодействие потока с двумя и более последовательно установленными телами при их взаимном влиянии друг на друга изучалось рядом авторов. При расчетах гидравлических систем с элементами местных сопротивлений в отдельных случаях общую потерю напора находят как арифметическую сумму потерь, вызванных кандым элементом независимо от влияния других. Между тем, еще Вейсбах установил, что несколько поставленных друг за другом колен создают меньшее общее сопротивление,чем сумма соответствующих отдельных сопротивлений. Н.ВЛевкоева [,] исследовала зависимость суммарного коэффициента сопротивления двух диафрагм, установленных на расстояниях от 1, до диаметров трубы. Из опытов Н. В.Левкоевой было установлено, что при малых расстояниях между диафрагмами коэффициент интерференции меньше нуля, однако, при увеличении расстояния этот коэффициент начинает расти и в некотором диапазоне становится больше нуля, а затем при дальнейшем увеличении расстояния стремится к нулю. A.Д. Альтшуль С 7] отмечает, что на значение коэффициентов местных сопротивлений большое влияние оказывают условия подхода жидкости к местному сопротивлению, характеризуемые, в частности, распределением скоростей по сечению. Каждое местное сопротивление^ свою очередь, нарушает режим течения жидкости за ним и поэтому оказывает влияние на сопротивление второго. Длина влияния одного местного сопротивления на другое в трубопроводах, согласно А. L<- , *(¦$. B.С. Боровков и Ф. Ji - коэффициент гидравлического трения поверхности, на которой размещены элементы. Из формулы (1. Райю и Гардэ [9] рассматривали обтекание двух нормально установленных пластин разных высот Дч = 4 см и Д2= 2 см в аэродинамической трубе. Пластина высотой 4 см была установлена выше по течению. Ойыты проводились при разных расстояниях между пластинами. Было, в частности, установлено, что на величину гидродинамической нагрузки, действующей на первый (по потоку) элемент, второй элемент не оказывает никакого влияния (при Ь > ЗД* ). Но величина гидродинамической нагрузки потока на второй элемент, установленный в следе первого, заметно меняется при изменении расстояния между ними. На расстоянии Ь ? Д<, сила, действующая на второй элемент, была направлена против основного течения и ее экстремум наблюдался при I, ~ 7,5 &ч . Влияние первого элемента на второй, по данным Райю и Гардэ, прослеживалось на расстояниях 1_, з Д* . В.Н. Гончаров [] проводил исследование обтекания куба на стенке. В опытах рассматривалось изменение сопротивления куба, установленного в следе другого. Было установлено, что на величину Сх второго куба первый оказывает влияние при расстоянии между телами /2д. М.Д. Миллионщиков и др. Характер взаимодействия потока с элементами усиленной шероховатости в конечном счете определяет закономерность гидравлических сопротивлений каналов с повышенной шероховатостью. Изучению гидравлических сопротивлений водоводов с усиленной шероховатостью были посвящены работы многих исследователей. Базеном [9] были исследованы течения в каналах с разными типами шероховатости, в том числе с поперечными ребрами, установленными с относительным шагом $ = |~3,7 и Б =7,7 ( ? Базена; Я - гидравлический радиус. В качестве расчетной глубины Базен принимал глубину, измеренную от вершины выступов. Е.А.