Открытые трубы, теория

Открытые трубы, теория 193, 195, 198 [c.474]

В предыдущих параграфах, в сущности, были исследованы задачи о собственных колебаниях полубесконечной открытой трубы. Вынужденные колебания открытой трубы под действием, например, точечного источника определенной частоты, помещенного внутри или вне трубы, можно было бы исследовать вполне строго с помощью теории неоднородных интегральных уравнений частного вида (ср. конец 19), к которому приводится эта задача теорию таких интегральных уравнений дал Фок [1]. [c.109]

Полученные результаты приводят к следующим выводам, существенным с точки зрения дальнейшего развития теории диффракции. Первый вывод —это вывод о предпочтительности той формы теории диффракции, в которой вторичные источники считают расположенными на краю отверстия (конец 35) этот вывод приводит к методу краевых волн, позволяющему дать приближенное решение ряда диффракционных задач (см. 38). Второй вывод — это вывод о том, что если коэффициент отражения какой-нибудь волны от открытого конца волновода по абсолютной величине близок к единице, то отрезок такого волновода обладает резко выраженными резонансными свойствами этот вывод был первоначально сделан для длинноволновых звуковых колебаний в открытых трубах ( 23), дальнейшее его развитие позволило просто рассчитать собственные колебания открытых резонаторов простейшей формы. В этой книге мы не излагаем теории открытых резонаторов, поскольку она заслуживает отдельного рассмотрения, и лишь в задачах к гл. I—IV затрагиваются некоторые вопросы этой теории. [c.196]

Идеи, родственные принципу Гюйгенса, и во второй половине XIX в. сохраняют свое значение для развития теории колебаний и волн. Так, в 1859 г. появилась замечательная во многих отношениях работа Гельмгольца Теория колебаний воздуха в открытых трубах Гельмгольц рассматривает стоячие волны, пользуясь уравнениями динамики сжимаемой жидкости и предполагая наличие потенциала скоростей Ф. Поэтому он ищет Ф в виде [c.276]

Вышеизложенные положения объясняют некоторые важные моменты в теории органных труб. Например, наименьшая частота колебаний обратно пропорциональна длине трубы ц при одинаковой длине на одну октаву ниже для закрытой трубы (т. е. для трубы, закрытой у одного конца), чем для открытой трубы (т. е. для трубы, открытой у обоих концов). Далее, эта частота прямо пропорциональна скорости распространения звука и, следовательно, возрастает с повышением температуры. [c.220]

Для открытой трубы (без днищ ), подверженной внутреннему давлению Рз = 400 кг см требуется определить толщину стенки, если внутренний радиус 2= 18 см и допускаемое напряжение [а] =[а] = = 1600 кг см . При расчете прочности принять третью теорию прочности. [c.468]

Поправка, необходимая для открытого конца, является источником отклонения от простого закона октав, который согласно элементарной теории связывал бы ноты закрытой и открытой труб одной и той же длины. Пусть, например, в приложении к органной трубе aR обозначает поправку для верхнего конца, когда он открыт, и /—длину трубы, включающую поправку на устье у нижнего конца. Полная эффективная длина открытой трубы есть тогда l- -aR, между тем как эффективная длина трубы, когда она закрыта на верхнем конце, равна просто/. Открытая труба практически длиннее, и интервал между нотами меньше, чем октава простой теории ). [c.198]

O. Рейнольдсом. В дальнейшем И. С. Громека были предложены уравнения вихревого движения жидкостей, а Н. П. Петровым разработана гидродинамическая теория смазки. Большой вклад в развитие гидравлики внес Н. Е. Жуковский, разработавший теорию гидравлического удара в трубах и предложивший классическое решение ряда технических вопросов водоснабжения, гидротехники и по расчету осевых насосов. Работы В. А. Бахметьева по исследованию движения жидкостей в открытых руслах, А. Н. Колмогорова и немецкого ученого Л. Прандтля продвинули вперед изучение турбулентных потоков и позволили создать полу-эмпирические теории турбулентности, получившие широкое практическое применение. Трудами Н. Н. Павловского и его школы разработана теория движения подземных вод и развита новая отрасль гидравлики — гидравлика сооружений. [c.8]

Для подтверждения своей теории Бенджамин организовал в гидравлической лаборатории Кембриджского университета уникальный эксперимент по формированию вращающегося потока в трубе. Однако, как указано в (49), в эксперименте было обнаружено явление, более сложное, чем то, которое подчиняется этому принципу. Основными параметрами процесса, наблюдавшегося в эксперименте, были радиус свободной поверхности в каверне и скорость ее движения. Рассмотрим схему и результаты эксперимента Бенджамина и Бернарда [49]. Прозрачная труба длиной 1650 мм и внутренним диаметром 50 мм бьша смонтирована на пяти подшипниках и снабжена приводом для приведения во вращение вокруг своей оси, расположенной горизонтально. Труба с одного конца была наглухо закрыта, а с другого на ней была смонтирована съемная заглушка, сконструированная так, чтобы ее можно было удалить на ходу, обеспечив при этом соприкосновение с атмосферой без сообщения лишнего импульса воде, заполняющей трубу. Внутри трубы имелось устройство для визуализации течения, проводилась таки е киносъемка движения. Внутренняя полость трубы перед каждым экспериментом заполнялась водой и из нее тщательно удалялся воздух. После этого трубу приводили во вращение с некоторой постоянной угловой скоростью Q и когда, по мнению экспериментаторов, вода в трубе приобретала постоянную угловую скорость fi, съемную заглушку на ходу удаляли. После удаления заглушки в жидкости возникал процесс, для изучения которого и был поставлен эксперимент. С открытого конца трубы по ее оси в центральную область жидкости внедрялась в основном цилиндрическая воздушная каверна радиусом ri <Л, где Л - радиус трубы. Каверна продвигалась от открытого конца трубы к закрытому с некоторой постоянной скоростью U- Схема каверны показана на рис. 4.19. Впереди каверны в жидкости существовал конус жидкости, не участвующий во вращении и удлинявшийся по мере продвижения каверны от открытого конца трубы к закрытому. [c.82]

Не касаясь других способов демпфирования автоколебаний в аэродинамических трубах с открытой рабочей частью, укажем, что в главе 9 рассмотрен акустический метод управления указанными автоколебаниями. Теория таких автоколебаний с учетом наличия двух ветвей акустической обратной связи изложена в монографии [5.4]. [c.153]

Ниже, в гл. III, мы рассмотрим теорию звуковых колебаний в круглой трубе с открытым концом. В то время как задача о звуковых волнах в плоском волноводе полностью сводится к задаче об электрических волнах, теория звуковых волн в открытой круглой трубе, хотя и имеет точки соприкосновения с теорией электромагнитных волн в таком же волноводе, но к ней не сводится. [c.39]

Полученную из строгой теории поправку на открытый конец интересно сравнить с результатами Рэлея [9] для звуковой волны в двухмерной органной трубе (т. е. в том же плоском волноводе с открытым концом). Из анализа Рэлея можно получить при <7 1 выражение [c.47]

В некоторых частных случаях вынужденных колебаний можно непосредственно использовать теорию собственных колебаний. Так, если источник расположен внутри трубы на достаточно большом расстоянии от ее конца, то возбуждаемое им внутри трубы поле вблизи конца состоит из одной или нескольких распространяющихся волн, набегающих на открытый конец с определенными амплитудами и фазами. Открытый конец действует ка эти волны так же, как если бы они приходили из бесконечности, так НТО здесь все сводится к задаче о собственных колебаниях. Если же источник звука расположен вне трубы на таком расстоянии от нее, что испускаемую им волну можно считать вблизи открытого конца участком плоской волны, то возникает задача о падении плоской волны, распространяющейся в свобод- [c.109]

Учет потерь энергии, связанных с излучением открытыми концами трубы, приводит к сужению области изменений углов автоколебания возникают в этом случае для углов ф, находящихся в пределах от ф = 14° до Ф = 87°. При этом для второй гармоники диапазон изменений углов ф оказывается в пределах от ф = 13° до ф = 83°. Эти области возбуждения колебаний для двух первых гармоник, как отмечается в [7], согласуются с экспериментами Лемана. Следует заметить, однако, что хорошего совпадения с экспериментом, вообще говоря, трудно ожидать, поскольку в теории делаются весьма грубые упрощения. [c.503]

Н. Е. Жуковский сделал ряд выдающихся открытий в различных отделах механики. Он разработал методы изучения движения тел с полостями, наполненными жидкостью, исследовал сложное явление гидравлического удара в водопроводных трубах и расширил возможности решения задач гидроаэродинамики методами струйной теории сопротивления. Важные открытия сделаны Жуковским по теории регулирования хода машин, теории механизмов и теории устойчивости движения. [c.69]

Колебания столба воздуха можно также возбудить периодическим притоком тепла, как в случае поющих пламен , где струя водорода горит внутри открытой цилиндрической трубы. Для поддержания колебаний необходимо, чтобы тепло добавлялось в момент сжатия или отводилось в момент разрежения. Для объяснения принципа действия этой установки необходимо принять в расчет то, что в колебательную систему входит как газ, заполняющий подводящую трубку, так и столб воздуха п трубе. Этот вопрос, таким образом, несколько осложнен, но разработана удовлетворительная теория, которая отчетливо объясняет успех или неудачу эксперимента, проводимого при различных условиях ). [c.346]

Практические приложения теории крыла. Сравнение с экспериментом. При практическом приложении теории крыла, вкратце изложенной в предыдущем параграфе, необходимо иметь в виду, что в реальных жидкостях всегда имеет место сопротивление трения, а также сопротивление вследствие отрыва потока от поверхности крыла. Сумма этих сопротивлений, называемая профильным сопротивлением, может наблюдаться изолированно от индуктивного сопротивления в закрытой аэродинамической трубе при продувке крыльев, концы которых вплотную примыкают к стенкам трубы. В самом деле, в этом случае индуктивное сопротивление равно нулю. [В свободной струе между параллельными боковыми стенками, открытой сверху и снизу, крыло всегда испытывает индуктивное сопротивление вычисление этого сопротивления производится по формуле (98), причем для берется площадь поперечного сечения струи.] Другой способ определения сопротивления трения отдельно от индуктивного сопротивления состоит в приложении теоремы о количестве движения к области малых скоростей в кильватерном потоке (см. 22, п. с). [c.294]

Влияние деформаций сдвига на угол закручивания стержня обратно пропорционально квадрату длины стержня — существенное влияние деформации сдвига оказывают на угол закручивания коротких стержней. При этом большое значение имеет степень стеснения концевых сечений стержня. Даже незначительное уменьшение степени стеснения по сравнению с полным защемлением приводит к резкому увеличению угла закручивания короткого стержня. Одновременно уменьшается градиент изменения нормальных напряжений (бимоментов) по длине стержня, а значит уменьшаются вторичные касательные напряжения (см. рис, 8, в). Все это приводит к тому, что относительное влияние деформаций сдвига на угол закручивания короткого стержня резко падает. Это влияние наибольшее при полном запрещении депланации концевых сечений. Для различных профилей могут быть получены предельные значения р=// . При значении р меньше предельного стержень нужно считать коротким и определять угол закручивания с учетом сдвига. Например, для швеллера р=3. Влияние сдвига для широко открытых профилей меньше, а для трубы с узкой продольной щелью это влияние наибольшее (Р=4,6). Экспериментальные исследования [14] показали, что, например, отличие замеренного угла закручивания от рассчитанного по теории В. 3. Власова для швеллеров с Р=0,6 и Р=0,75 составило соответственно 140 и 68%. Значения расчетных углов закручивания с учетом сдвига подтверждаются данными эксперимента. Тензометрические исследования показывают, что даже для очень коротких стержней экспериментальные значения нормальных напряжений не отличаются от рассчитанных по теории В. 3. Власова, [c.191]

Дуга может существовать в различных условиях. Например, условия существования длинной дуги на открытом воздухе и условия существования короткой дуги типа сварочной весьма различны. Точно так же резко различаются условия существования дуги в узком канале с изолирующими стенками (порошковый предохранитель) и дуги в воздушном выключателе. Теорию дуги в настоящее время удается построить только для некоторых наиболее простых случаев, например для дуг, горящих в трубе или на открытом воздухе. Однако и в этих случаях приходится иногда делать значительные допущения. [c.104]

Итак, разница в плотности (удельном весе) является единственным источником свободного движения газов в печной системе и выхода их в атмосферу. Это было открыто еще М. В. Ломоносовым в своей диссертации О вольном движении воздуха, в рудниках примеченном (1742 г.) он дал кристально ясную мысль о движении воздуха в шахтах рудников и газов в дымовых трубах. Открытие — выдавливание тяжелым холодным наружным воздухом теплого дыма— послужило основой гидравлической теории печей, созданной выдающимся русским ученым В. Е. Грум-Гржимайло [23]. По этой [c.99]

Первые шесть глав книги (введение, гидростатика, основы гидродинамики, гидравлические сопротивления, истечение жидкости через отверстия и насадки, движение жидкости в напорных трубопроводах) и тринадцатая глава составлены проф. А. А. Угинчусом. Последующие шесть глав (равномерное движение жидкости в открытых руслах, теория установившегося неравномерного движения жидкости в открытых руслах, водосливы и гидравлика дорожных труб и малых мостов, сопряжение бьефов и гидравлический расчет косогорных сооружений, теория моделирования и движение грунтовых вод) написаны доц. Е. А. Чугаевой. [c.3]

Пример 13.3. Для открытой трубы, находящейся под внутренним давлением Pg = 1300 KFj M , требуется подобрать двухслойное сечение. Внутренний радиус /-1=6 см, [а] = 1800 кГ1см -, = 2,1 10 кГ1см . Проверку расчета произвести по третьей теории прочности. [c.355]

Для получения поправки к приблпжеппой теории открытой трубы, изложенной в 62, можио применить те жо приемы, что и в предыдущем параграфе. Мы можем начать с краткого рассмотрения несколько более простой задачи отражения от свободного конца бесконечно длинной трубы ( 61). [c.331]

Основоположником теории движения тел с переменной массой считают проф. И. В. Мещс.рского, опубликовавшего в 1897 г. работу Динамика точки пере 1енной массы . Последующие его исследования были опубликованы в 1952 г. в монографии Работы по механике переменной массы . Исследования И. В. Мещерского послужили, в частности, базой для изучения законов движения жидкости с переменным расходом по трубам и в открытых каналах. В гидравлике эти вопросы связаны с решением многих задач в области водопроводных и вентиляционных систем, а также в област гидротехники (и, в частности, ирригации) и т. д. [c.128]

Напорные течения, т. е. течения в закрытых трубах и каналах без образования свободной поверхности, моделируются по критерию Рейнольдса. Число Эйлера чаще всего является неопределяющим критерием и представляет собой функции Fr и Re. Конечно, моделирование по какому-нибудь одному критерию обеспечивает подобие лишь одной силы, оставляя открытым вопрос о подобии другой. Такое подобие является приближенным. Однако теория подобия позволяет указать рациональную методику внесения экспериментальных поправок на неточность соблюдения ее требований. [c.135]

В разделах Г., посвящённых истечению жидкости из отверстии и через водосливы, приводятся расчётные зависимости для определения необходимых размеров отверстий в разл. резервуарах, шлюзах, плотинах, водопропускных трубах и т. д., а также для определения скоростей истечения жидкостей п времени опорожнения резервуаров. Гидравлич. теория фильтрации даёт методы расчёта деблта и скорости течения жидкостей в разл. условиях безнапорного и напорного потоков (фильтрация воды через плотины, фильтрация нефти, газа и воды в пластовых условиях, фильтрация из каналов, приток к грунтовым колодцам и пр.). В Г. исследуются также движение наносов н открытых потоках и пульпы в трубах, методы измерений в натурных и лабораторных условиях, моделирование гидравлич. явлений и др. вопросы. [c.460]

S поперечного сечения потока к смоченному периметру X, т. е. периметру части русла, находящейся под уровнем жидкости R=Slx. Г. р. служит обобщённой характеристикой размера сечения трубы некруглой формы или открытого русла. Для круглой трубы диаметром d Г. р. R dli, для прямоугольного открытого канала большой ширины он равен глубине воды, т. е. R=h для трапецеидальных каналов величина Г. р. изменяется от Л = А/2 в глубоких и узких каналах до в широких и мелких для течения между параллельными стенками с расстоянием Ь между ними R=b/2. ГИДРАВЛИЧЕСКИЙ УДАР — резкое повышение дав-ЛСШ1Я в трубопроводе с движущейся жидкостью, возникающее при быстром перекрытии запорных устройств, к-рос распространяется по трубопроводу в виде упругой волны со скоростью а. Г. у. может вызвать разрыв стенок труб и повреждение арматуры трубопровода. Основы теории F. у. дал Н. Е. Жуковский (18У8). [c.460]

Процесс регулирования мощности гидравлической турбины, открытие и закрытие холостого выпуска, аварийное закрытие затвора—всегда сопровождаются изменением скоростного режима как в подводящем напорном трубопроводе, так и в самой турбине. Отличительная особенность этого режима заключается в том, что при нем скорости и давления в жидкости делаются функциями не только координат, т. е. рассматриваемой точки потока, но и времени. Такой неустановив-шийся режим в закрытых водоводах, целиком заполненных жидкостью, носит название гидравлического удара. Напорный трубопровод гидротурбины, подводящая камера, спираль, всасывающая труба являются такими целиком заполненными водоводами, и поэтому неустановившийся режим в них относится к процессам, рассматриваемым в теории гидравлического удара. Переход от одного установившегося режима в жидкости ] к другому сопровождается колебаниями скорости и давления, называемыми эффектом- гидравлического удара. [c.7]

Теория несимметричных акустических волн в круглой трубе с открытым концом может быть развита аналогичным образом. Внутри круглой трубы радиуса а могут существовать несимметричные волны, характеризуемые двумя индексами. Будем обозначать через Аупп волну, потенциал скоростей которой (после [c.105]

Теория звуковых колебаний в открытой с одного конца цилиндрической трубе занимает особое положение. Здесь комплексный коэффициент отражения основной ( поршневой ) звуковой волны от конца трубы определяет резонансную кривую открытых акустических резонаторов (в том числе их резонансные частоты и декремент затухания, обусловленного излучением). Поэтому задача о диффракции звуковых волн на открытом iKOiHue трубы ставилась в ряде теоретических работ еще в прошлом веке. Однако ввиду отсутствия строгого подхода результаты, полученные в этих работах с помощью различных искусственных допущений, оказывались ненадежными, и поэтому сопоставление их с экспериментальными данными не могло привести к вполне определенным выводам. Полученные нами точные результаты устраняют эту неопределенность (гл. П1). [c.195]

Следует отметить, что наше сообщение появилось в печати, когда никаких данных о возможности точного решения задач о диффракции на конце волновода в литературе не было. В этом предварительном сообщении на примере звуковых волн в круглой трубе изложен метод решения- диффрак-ционных задач для волноводов и приведены простейшие результаты, полученные этим методом. Уже после этого сообщения появилась обширная статья посвященная звуковым волнам в открытой круглой трубе. П е вь хода из пе1чати наших работ и по теории плоского волновода с открытым -концом появились статьи на эту же тему значительно позднее была еще опубликована заметка об электромагнитных волнах и статья 2 о зву-К0ВЫ1Х волнасх в плоском волноводе с открытым концом. iB методическом отношении эти работы не дают ничего нового по сравнению с нашими, но некоторые численные результаты в них заслуживают внимания. Для полноты изложения мы включили в гл. I график из (рис. 7), а в гл. III — два графика из (.рис. 31 и 32). Все остальные численные результаты первой части являются оригинальными. Рис. 56 и 57 заимствованы из нашей работы 3, в которой излучение из открытого конца круглого волновода в зад- [c.422]

Первой теоретической работой, где была сделана попытка объяснить механизм термоакустического преобразования нагретой сеткой в трубе Рийке, была работа Карьера [5]. Б этой работе теория явления Рийке развивается следующим образом. Сначала решается задача о неизэнтродическом распространении волн в трубе, открытой с обоих концов, при наличии в ней потока, скорость [c.496]

Когда мы подходим к рассмотрению свободных колебаний воздуха, заключенного в трубе конечной длины, то неизбежно возникает вопрос об условиях, которые должны быть удовлетворены на открытом конце. Здесь происходит более или менее быстрый переход от плоских волн в трубе к расходящимся сферическим волнам вне трубы этот процесс плохо поддается расчету. В обычной элементарной теории, разработанной еще Д. Бернулли, Эйлером и Лагранжем, делается предположение, что изменением давления в трубе у открытого конца можно пренебречь. Как уже отмечалось, такая картина наблюдалась бы в том случае, если бы воздух снаружи трубы был заменен средой, способной оказывать давление (ра), но лишенной инерции. В таком случае не было бы потерь энергии при отражении от открытого конца ( 61) и однажды возбужденные в трубе колебания продолжались бы неограниченно. Ясно, что такое предположение является несовершенным отображением действительности условие 5=0 может быть выполнено лишь приблизительно, а энергпя должна непрерывно расходоваться на создание волн, расходящихся от отверстия трубы наружу, так что колебания, будучи предоставленными самим себе, останутся заметными только в течение очень непродолжительного времени. Это время, однако, может составлять сотни периодов. К этим вопросам мы еще вернемся позже (гл. IX) сейчас же ограничимся тем, что проследим, к каким результатам приводит эта приближенная теория. [c.219]

То же рассуждение может, очевидно, быть иримепеио к теории колебаний в конической трубе, образующие которой сходятся в точке О. Если труба занимает участок от начала координат до / = а, то при удовлетворении обычных приближенных условий з = 0) па открытом конце нолучилг такое же соотношение [c.321]

Дальнейшее развитие теория гидрореактивных судов получила в трудах Л. Эйлера, в частности в мемуаре 0 продвижении кораблей без силы ветра (1753 - 1771 гг.). Эйлер рассматривает два способа продвижения гидрореактивных судов 1) путем подъема воды в открытый резервуар и сброса ее у кормы под действием собственного веса и 2) путем накачивания воды поршневым насосом с забором ее через вертикальную трубу и выбрасыванием через горизонтальную. [c.28]

Основное значение имели теоретические и экспериментальные исследования со]1ротивления в трубах и каналах при движении в них воды и других вязких жидкостей. Теоретическое решение этой затачи бььто дано самим Стоксом в 1846 г. и СтеФаном в 1862 г. Обстоятельные экспериментальные исследования движения вязкой жидкости в трубах очень малого диаметра были проведены Ж. Пуазейлем в 1840—1842 п. и О. Рейнольдсом в период 1876 — 1883 гг. Более ранние опыты были проведены Хагеном и опубликованы в 1839 i. Ко времени работ Пуазейля и Рейнольдса относится открытие двух различных режимов движения вязкой жидкости в трубах — ламинарного и турбулентного, Работы Рейнольдса послужили началом создания теории турбулентного движения, применение которой в вопросах гидравлики, гидротехники, метеорологии, теории сопротивления и теплопередачи оказалось весьма обширным и плодотворным. [c.27]

В этой работе Н. Е. Жуковский дал строгое математическое исследование явления гидравлического удара, возникающего при быстром закрытии задвижки в водопроводной трубе, и вывел формулу для ударного давления, учитывающую как упругие свойства воды и стенок трубы, так и скорость движения воды в трубе. Эта работа, переведенная на многие иностранные языки, доставила Жуковскому мировую известность. Но все же наиболее важные его открытия относятся к области аэродиналшки. Его глубокие идеи в этой области являются до сих пор руководящими. Знаменитая теорема Жуковского о подъемной силе служит основой современной теории крыла самолета. [c.28]

Добавка светлых нефтепродуктов дает возрастание А до 580/о. Для открытых русел возможность использования формул теории турбулентности типа, примененного для труб, док-азана опытами А. П. Зегжда (1938 г.). Предложенная им формула для сопротивления при развитой турбулентности и шероховатых равнозернистых стенках вполне аналогична формуле для коэффициента сопротивлений в трубах. Кроме того, сопоставления, выполненные И. И. Агроскиным, позволили получить дос1аточно точную аппроксимацию формулы турбулен ности показательной формулой. И. И. Агроскиным предлагается выражение для связи относительной шероховатости при развитой турбулентности в шероховатых руслах с эмпирическим значением п по показательной формуле при / =1. Соответствующее значение С определяется по выражению 1 [c.161]

Для. расчетов, связанных с моделированием процессов Сопро-тлвления как в трубах, так и в открытых руслах, рекомендуется применять формулы теории турбулентности. [c.184]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...