Cтраница 2
Очевидно, что жидкость в пористых телах увлекается движением последних, и ее течение принимает сложный характер. Можно, однако, предположить, что скорость переноса невелика по сравнению со скоростью распространения волны давления и что давление в некоторой точке, неподвижной относительно выбранной системы координат, мало отличается от давления в статическом случае. Чтобы определить линии тока внутри тела, к скоростям, определяемым законом Дарси, следует добавить скорости переноса жидкости, которые при первом приближении можно принять равными скоростям связанных с телом точек. [16]
Так как теперь для обеих столкнувшихся сред величина рс имеет разные значения, то скорость распространения волн давления в обеих средах будет разная, а потому будет разным и изменение скорости в них. Повышение давления, возникающее в воде при ударе, довольно быстро спадает, во-первых, вследствие своего распространения со скоростью звука от контура поверхности столкновения, а во-вторых, вследствие того, что твердое тело под действием противодавления более или менее быстро ( в зависимости от своей массы) теряет скорость. После того как ударное давление в воде делается равным нулю, в ней остается только обычное гидродинамическое давление, соответствующее оставшемуся после удара движению. [17]
Аналогичный результат может быть получен при рассмотрении продольных колебаний упругих тел ( см. гл. На рис. 43 приведены зависимости рациональных частот колебаний от различных длин водоподъемных труб и скоростей распространения волн давления 600 и 1000 м / сек. Эти данные имеют практическое значение при расчете гидропривода водоподъемников типа ДН-50. В этих установках гидроштанга заполнена маслом и благодаря герметичности системы допущения о постоянстве скорости распространения волн давления подтверждаются экспериментально. [18]
Для выяснения явлений, происходящих при гидравлическом ударе, рассмотрим горизонтальный трубопровод постоянного диаметра, по которому со средней скоростью и движется жидкость. Так как жидкость сжимаема, то остановка всей ее массы в трубопроводе не происходит мгновенно; граница объема, включающего в себя остановившуюся жидкость, перемещается вдоль трубопровода с некоторой скоростью с, называемой скоростью распространения волны давления. [19]
I, импульс давления, приложенный в определенном месте жидкости, передается в другие точки со скоростью распространения звука. Если давление мало, то скорость распространения волны давления остается постоянной. При изменении температуры и давления происходит изменение скорости распространения волны. Если волны распространяются от сферического источника, как в случае электроимпульсного подъема, амплитуда давления уменьшается с увеличением расстояния от источника. Это объясняется малым коэффициентом сжимаемости жидкости, поскольку для увеличения скорости в 2 раза по сравнению со скоростью звука в воде давление за фронтом волны должно составлять - 18 000 ат. В то же время, чтобы повысить скорость волны в воздухе в 2 раза по сравнению со звуковой скоростью, давление за фронтом должно быть 4 5 ат. [20]
Распространение пламени и сгорание топлива сопровождаются выделением тепла и повышением давления в цилиндре. Повышенное давление распространяется с участка горения по всей камере сгорания с большой скоростью. Нормальная скорость сгорания в цилиндре двигателя обычно достигает 20 - 35 м / сек; скорость распространения волны давления во много раз больше ( примерно 500 - 900 м / сек), поэтому повышение давления по всему объему камеры сгорания происходит почти одновременно; при этом повышение давления сопровождается непрерывным сжатием еще не сгоревшей смеси. Сгорание топлива не кончается по фронту пламени, а продолжается и за фронтом пламени. [21]
На трубопроводе ( D0 530x8 мм) имеется тупиковое ( закрытое) ответвление ( D, 219x6 мм), в котором жидкость покоится. По трубопроводу движется волна гидравлического удара с амплитудой Др 0 8 МПа, возбуждающая в тупиковом ответвлении течение жидкости по направлению к закрытому концу. Найти повышение давления у закрытого конца ответвления после отражения от него волны, приняв, что скорости распространения волн давления в трубопроводе и ответвлении равны друг другу. [22]
Аналогичный результат может быть получен при рассмотрении продольных колебаний упругих тел ( см. гл. На рис. 43 приведены зависимости рациональных частот колебаний от различных длин водоподъемных труб и скоростей распространения волн давления 600 и 1000 м / сек. Эти данные имеют практическое значение при расчете гидропривода водоподъемников типа ДН-50. В этих установках гидроштанга заполнена маслом и благодаря герметичности системы допущения о постоянстве скорости распространения волн давления подтверждаются экспериментально. [23]
Так как капельные жидкости сжимаемы ( хотя и в значительно меньшей степени, чем газы), то и в них могут возникать ударные волны. Эти волны могут образоваться при подводном взрыве, а в трубопроводе - при выходе из строя насоса ли при внезапном закрытии задвижки. В последнем случае явление, называемое гидравлическим ударом, является эквивалентом прямой волны сжатия в газе. Значения Ev и р в капельных жидкостях очень мало меняются IB широком диапазоне давлений, поэтому скорость распространения волны давления практически постоянна. [24]
Экспериментальные исследования подтвердили полученные ранее ( см. гл. Это явление может быть также объяснено несовершенством конструкции торцевого клапана. Поскольку с увеличением частоты ухудшаются условия всасывания, то понижение давления способствует выделению растворенного в воде воздуха, что и приводит к уменьшению скорости распространения волн давления. [25]