Основы гидравлического моделирования

ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ [c.294]

В справочник включены три новые главы Плановая задача гидравлики , Осаждение твердых частиц и Основы гидравлического моделирования , заново написана глава 14 Турбулентные свободные пограничные слои, струи и следы , включены одиннадцать новых параграфов, а большая часть старого материала существенно переработана и дополнена. Значительно расширен предметный указатель для улучшения удобства пользования справочником. [c.3]

Глава 21. ОСНОВЫ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ [c.313]

ОСНОВЫ ТЕОРИИ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ [c.285]

В курсе гидравлики встречаются также разделы, которые носят исключительно теоретический характер, как, например, основы теории моделирования гидравлических явлений и т. п. В связи со сказанным материалы практических [c.5]

Основой такого моделирования (относящегося к механике жидкости) является теория подобия , которая опирается на учение о размерности физических величин. Имея это в виду, рассмотрим прежде всего вопрос о механическом подобии двух механических (гидравлических) систем ( модели и натуры ), представляющих собой движущиеся сплошные среды. [c.523]

Предыдущее изложение касалось традиционного метода инж нерпой гидромеханики — гидравлического моделирования, в основе которого лежит физическая модель гидравлического явления. [c.123]

Сочетание гидравлического и численного моделирования можно использовать, например, для уточнения формулировки математической модели, лежащей в основе численного моделирования, при проверке его результатов и оценке сходимости. В последнем случае [c.123]

Математическая модель машины или аппарата отражает их рабочие процессы с известным приближением. Расчетные соотношения, входящие в математическую модель, как правило, отражают закономерности отдельных явлений, составляющих рабочий процесс, без учета взаимного влияния. Например, формулы для определения гидравлического сопротивления различных участков гидравлического тракта получены на основе экспериментов в идеализированных условиях (равномерное поле скоростей на входе, однородное температурное поле, отсутствие внешних возмущений и т. д.). В реальных конструкциях эти условия не соблюдаются. Поэтому иногда при разработке нов ых конструкций прибегают к техническому моделированию устройств, когда до постройки машины или аппарата их отдельные качества или итоговые характеристики изучаются на моделях в лабораторных условиях. Например, при продувке уменьшенных моделей самолетов или автомашин в аэродинамических трубах можно выявить их сопротивление движению и зависимость этого сопротивления от формы их отдельных элементов, устойчивость машины при дв ижении и режимы, опасные с точки зрения потери устойчивости, и т. д. Таким образом, техническое моделирование представляет собой разновидность экспериментального исследования, при котором изучаются характеристики рабочего процесса конкретной машины или аппарата на модельной установке. [c.23]

Решением всех этих вопросов и занимается теория моделирования гидравлических явлений. Основой ее служит теория подобия. Говоря далее о подобии гидравлических явлений, будем иметь в виду только так называемое механическое подобие двух механических — гидравлических систем ( модели и натуры ), представляющих собой движущиеся сплошные среды. [c.285]

Рассматриваются основные законы покоя и движения жидкости, гидравлические сопротивления, а также движение жидкости по трубам и истечение из отверстий. Излагаемый материал иллюстрируется примерами из практики. Приведен гидравлический расчет трубопроводов в соответствии с последними нормами. Даны основы моделирования гидроаэродинамических явлений. [c.2]

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ФИЗИЧЕСКОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ ЯВЛЕНИЙ [c.520]

Использование понятия гидравлического сопротивления (импеданса) предоставляет возможность видоизменить общеизвестное уравнение Эйлера (1.3) к виду, удобному для составления схемы замещения ИЦН. Такие схемы, которые лежат в основе моделирования электрических цепей и электрических машин, в частности [45], в значительной степени содействуют пониманию физических процессов в гидромашинах, открывают новые аспекты их моделирования. С этой целью запишем уравнение Эйлера для ИЦН (1.3) в виде разницы скалярных произведений векторов абсолютной с и тангенциальной й скоростей идеальной жидкости на выходе и входе в рабочее колесо [c.13]

В четвертом разделе разработаны теоретические основы моделирования реального (с учетом потерь) ЦН в координатах действительных чисел (скалярная модель). Предложена схема замещения реального ЦН и соответствующая система нелинейных уравнений равновесия и непрерывности, дающие возможность теоретического построения характеристик насоса по его каталожным данным. Создана методика расчета параметров схемы замещения ЦН и установленная структура исходной информации для математического моделирования ЦН. Создан банк расчетных режимных параметров для моделирования серии ЦН магистральных нефтепроводов. Разработана методика определения энергетического баланса ЦН на основании расчета взаимосвязанных гидравлических, объемных и механических потерь на полном интервале функционирования машины. [c.32]

ОСНОВЫ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКИХ [c.581]

В связи с этим, а также учитывая сравнительно небольшой объем книги, автор полагал излишним перегружать ее материалами, не имеющими прямого, непосредственного отношения к кругу вопросов, предусмотренных программами для изучения в общем курсе гидравлики. Однако автор считал нужным дать в книге самые общие понятия по таким существенно важным вопросам, как гидравлические расчеты магистральных нефтепроводов, газопроводов, безнапорных трубопроводов, открытых каналов. Автор нашел необходимым также более подробно, чем это предусмотрено программами, рассмотреть основы гидравлики неньютоновских жидкостей и теории подобия и моделирования, получившие в последнее время весьма широкое развитие в науке. [c.3]

В отличие от гранулярных структурные модели капиллярного типа основаны на моделировании порового пространства горных пород пучками непересекающихся капилляров, которые могут различаться как размерами, так и ориентировкой в пространстве. Вообще говоря, капиллярные модели во многом сходны с гранулярными (особенно с моделью Козени), но тем не менее если число, форма, сечение и длина капилляров в гранулярной модели определяются конфигурацией слагающих ее частиц, то в капиллярных моделях эти величины связаны с макроскопическими характеристиками пористой системы. При этом могут быть осуществлены два принципиально разных подхода к определению параметров моделируемого пучка. Первый, предложенный впервые И. Козени и развитый П. Карманом, заключается в предположении, что гидравлический радиус единственного капилляра в единице объема Модели равен среднему гидравлическому радиусу моделируемой пористой среды, определенному как частное от деления пористости среды на ее удельную поверхность, а пористость модели эквивалентна пористости моделируемой среды. В этом случае оказываются связанными друг с другом пористость, проницаемость и удельная поверхность модели (см. рис. в. 1). Другой подход предусматривает непосредственную связь между радиусом капилляров в пучке, пористостью и проницаемостью модели. Если первый из рассмотренных подходов получил широкое развитие в разработке методов определения удельной поверхности неконсолидированных пористых сред, то второй явился основой для исследования сложных капиллярных явлений в горных породах. [c.44]

Физическое моделирование. В этом случае изучаемые гидравлические процессы воспроизводятся на модели, отличающейся в масштабе от натуры, на основе общих законов подобия механических систем. Явления (процессы) будут механически подобны в том случае, если в них одинаково отношение всех геометрических элементов — размеров, расстояний, перемещений, одинаково отношение плотностей и сил, действующих в соответственных точках и направлениях. [c.314]

Во втором и третьем разделах изложены основы математического моделирования режимов соответственно идеализированного и реального ЦН в координатах действительных чисел (скалярная модель). На базе модифицированного уравнения Эйлера предложена схема замещения насоса, которая состоит из гидравлического источника - аналога электродвижущей силы с постоянным гидравлическим сопротивлением (импедансом). Для учета конечного числа лопастей в рабочих колесах, наличия объемных, гидравлических и механических потерь схема дополняется соответствующими нелинейными сопротивлениями. Расчет параметров этой схемы по конструктивным данным машины ведется в системе относительных единиц, где базовыми приняты номинальные параметры ЦН. На основании уравнений Кирхгофа для схемы замещения записана система нелинейных уравнений равновесия расходов и напоров ЦН, решение которой позволяет построить рабочие характеристики ЦН и оптимизировать его конструктивные параметры. Рассмотрен также вопрос эквивалентирования многопоточных и многоступенчатых насосов одноступенчатой машиной с колесом с односторонним входом. [c.5]

В третьем разделе разработаны теоретические основы моделирования идеализированного ЦН. С помощью метода электрогидравлической аналогии и основных понятой теории цепей получено модифицированное уравнение Эйлера и синтезирована на его основе гидравлическая схема замещения ЦН. Исследованы приведенные (нормализованные) теоретические характеристики гидромашины. Установлен изоморфизм математических выражений, описывающих идеализированный ЦН и электрическую машину постоянного тока независимого возбуждения. Предложены формулы эквивалентирования многопоточного и многоступенчатого ЦН с одинаковыми колесами. [c.32]

Значительную роль в развитии метода электроаналогии сыграл Н. И. Павловский, обосновавший в 1918—1922 гг. электро-гидродинамическую аналогию и заложивший тем самым основы математического моделирования физических явлений в сплошных средах. Этот метод (сокращенно называемый ЭГДА) основан на математической аналогии, существующей между уравнениями, описывающими движение жидкости в некоторых гидравлических системах и течение электрического тока по проводникам. Указанная аналогия может быть легко установлена, [c.267]

Наряду с гидравлическим моделированием возможно численное моделирование, базируемое на вычислительном процессе, осуществляемом с помощью ЭВМ [11]. В основе численного моделирования лежит математическая модель явления, отражающая наиболее существенные его стороны, хотя само явление неизбежно схематизируется. Однако если гидравлическим моделированием можно воспользоваться даже тогда, когда математическая модель сформирована не полностью, то численное моделирование в этом случае применить нельзя. [c.123]

Заметим, что разные главы курса Гидравлика в отношении методики их преподавания носят сплошь и рядом совершенно различный характер. Например, раздел Гидростатика в отношении методики его преподавания приближается к курсу Теоретическая механика здесь при. изучении соответствующего материала рационально проводить аудиторные практические заня тия, решать небольшие задачи и т, п. Наряду с этим изучение таких разделов, как Движение воды в каналах , Сопряжение бьефов и т. п., вовсе не требует проведения аудиторных практических занятий в этом случае для закрепления знаний необходимо выполнение самостоятельных работ расчетного характера. В курсе Гидравлика встречаются также разделы, которые носят исключительно теоретический характер, как, например, Основы теории моделирования гидравлических явлений и т. п. В связи со сказанным материалы практических занятий в нашем курсе даются только в конце некоторых глав, причем эти материалы по своему характеру и построению различны в разных случаях. Стремиться здесь к какому-либо шаблону нет надобности. [c.5]

Всякий раз, когда имеешь дело с водой, прежде всего обратись к опыту, а потом уже рассуждай (Леонардо да Винчи). Для того чтобы изучить какое-либо реальное явление в обстановке, удобной для наблюдений, нужно суметь воспроизвести это явление в лабораторных условиях, подобных натуре. Поэтому в основе экспериментального метода лежат прежде всего законы механического по-л.обия и основанные на них правила моделирования, позволяющие обобщить результаты единичного опыта и распространить их на группу явлений, подобных изучаемому. Обобщение экспериментального материала и теоретический анализ физической сущности явления позволяют более обоснованно строить современные гидравлические теории, которые проверяются затем в натуральных условиях. [c.15]

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]

Изложены основные вопросы технической механики жидкости и газа. Приведены физические свойства жидкостей и газа. Освещены законы равновесия, основы кинематики и динамики жидкости и газа, гидравлические сопротивления. Рассмотрено движение по трубопроводам и истечение через отверстия и насадки жидкости и газа. Описано обтекание твердых тел потоком жидкости и газа. Даны основы моделирования гидроаэродииамических явлений. [c.2]

При мауематическом моделировании тепловых сетей как элемента СЦТ наиболее разработанными являются модели, служащие для распределительной задачи (распределения теплоносителя по зданиям района). Подробный обзор математических моделей потокораспределения теплоносителя, применяемых при описании гидравлических режимов тепловых сетей, в основе которых лежат законы Кирхгофа, приведен в [55, 25]. [c.81]

В результате такого подхода разработаны и приведены в книге три математических метода решения системы нелинейных алгебраических уравнений, с помощью которых моделируются гидравлические режимы СЦТ. Эти методы обеспечивают ускорение сходимости вычислительного процесса при моделировании путем формирования целенаправленной системы фундаментальных циклов по крт ерию минимизации дерева схемы тепловой сети итерационной коррекции сопротивлений гидравлических регуляторов расхода и давления по специальному алгоритму. Имитационные математические модели теплового и гидравлического режима СЦТ получены на основе совместной системы уравнений теплового баланса и теп-юпередачи в системах отопления, вентиляции и горячего водоснабжения. Для решения этой системы уравнений разработан комбинированный метод хорд и касательных. Адекватность полученных моделей проверена с помошью сопоставления резуль- [c.209]

В третьем разделе разработанные теоретические основы моделирования идеализированной гидравлической машины с помощью использования метода электрогидравлической аналогии и основных понятий единой теории цепей. С этой целью для ИЦН с заданными геометрическими размерами при постоянной частоте обращения колеса п = onst) было полученное модифицированное уравнение Ейлера в виде баланса давлений [c.8]

Разработанны теоретические основы моделирования идеализированной гидравлической машины, которые основываются на применении единой теории цепей для получения основного уравнения состояния и гидравлической схемы замещения насоса с целью исследования его теоретических характеристик. [c.25]

Термогазодинамические параметры широко применяются при диагностировании авиационных газотурбинных двигателей и моделировании сложных физических процессов, возникающих при их работе [2]. Термодинамические методы, основанные на законе Сохранения и превращения энергии, применяются при определении КПД гидравлических систем, который является одним из диагностических параметров, характеризующих состояние гидроаппаратуры самолетов, судов, станочного оборудования и др тих технологических машин [6]. С помощью термодинамических методов можно определить полный КПД гидромашин при отсутствии и наличии дренажной магистрали. Основой термодинамических методов являются высокопрочные температурные изменения. Недостатком является невозможность определить объемный КПД. [c.188]

Да Винчи Всякий раз, когда имеешь дело с водой, прежде всего обратись к опыту, а потом уже рассуждай . Действительно, роль экспериментов в гидравлике крайне велика. Изучение гидравлических явлений на моделях, созданных на основе теории подобия с применением определенных методик моделирования, позволяет получить данные о параметрах, которыми будет характеризоваться явление в натурных условиях. Экспериментальные исследования позволяют в необходимых случаях уточнить результаты, полученные в аналитических расчетах, при пр> нятии тех или иных допущений. [c.10]

Аналоговое моделирование. Под этим методом моделирования понимается моделирование, основанное на физических аналогиях между электрическими, механическими, тепловыми и другими явлениями. Например, на основе тепловой и электрической аналогий Л. И. Гутенмахер разработал теорию электрического интегратора для тепловых расчетов металлургических и нагревательных печей. На основе тепловой и гидравлической аналогий Г. П. Иванцов разработал теорию гидравлического интегратора для тепловых расчетов металла. [c.154]

В отдельных частях печейрегенераторах, рекуператорах, горелках, рабочем пространстве — движение газов и теплообмен имеют очень сложный характер, а описывающие их дифференциальные уравнения не поддаются интегрированию поэтому невозможно рассчитать распределение скоростей и давлений, а непосредственное исследование затруднительно. Кроме топо, часто необходимо решение для новых проектируемых конструкций. Поэтому во многих случаях изучение законов движения газов, гидравлического сопротивления и теплообмена в печах и каналах, а также установление эмпирических зависимостей производят в экспериментальных установках, в которых геометрические, гидромеханические и тепловые условия подобны действительным условиям, т. е. методом моделирования. Этот метод позволяет вести изучение указанных процессов на моделях небольших размеров, в которых вместо горячих газов движутся холодный воздух, вода или же какая-нибудь другая жидкость с низкой температурой. При моделировании используются поло жения теории подобия. Основы моделирования движения газов и теплообмена были разработаны в СССР М. В. Кирпичевым, Л. С. Эйгепсоном, Г. П. Иванцовым и другими учеными и внедрены в практику расчета установок. [c.40]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...