Гідродинамічні випромінюючі системи з вісесиметричною локалізованою областю кавітаційної природи
Дослідження залежності частот генерованих коливань від гідродинамічних і геометричних параметрів системи. Аналіз механізму гідродинамічного звукоутворення вісесиметричними затопленими струменями рідини. Вивчення зміни швидкості рідини на периферії вихору.
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 28.12.2015 |
| Размер файла | 352,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Одеський національний політехнічний університет
УДК 534 231; 534 232
Автореферат
дисертації на здобуття наукового ступеню
кандидата фізико-математичних наук
Гідродинамічні випромінюючі системи
з вісесиметричною локалізованою
областю кавітаційної природи
01.04. 01 - фізика приладів, елементів та систем
Назаренко Олександр Аскольдович
Одесса - 2006
Дисертація є рукопис
Робота виконана в Одеському національному університеті ім. І.І. Мечникова Міністерства освіти та науки України
Науковий керівник доктор фізико-математичних наук, професор Золотко Андрій Никонович, Одеський національний університет ім. І.І. Мечникова, директор Інституту горіння, завідувач кафедри загальної та хімічної фізики
Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, академік НАН України Грінченко Віктор Тимофійович, Інститут гідромеханіки НАН України, директор
доктор технічних наук, професор Погосов Олексій Юрійович, Одеський національний політехнічний університет, професор кафедри атомних електростанцій
Провідна установа Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”
Захист відбудеться “22” червня 2006 р. о 15 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 41.052.06 при Одеському національному політехнічному університеті за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка, 1.
З дисертацією можна ознайомитись у науковій бібліотеці Одеського національного політехнічного університету за адресою: 65044, м. Одеса, пр. Шевченка,1.
Автореферат розісланий “21” _травня_ 2006 р.
Вчений секретар спеціалізованої
вченої ради, д.т.н., проф. Т. М. Зеленцова
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Вивчення фізичних проблем генерування коливань затопленими струменями почалось більше як 130 років тому й тільки в 50-х роках минулого століття було запропоновано декілька теорій (акустична - Пауелл, гідродинамічна - Річардсон, динамічна - Нюборг) процесу звукоутворення. Цікаві ідеї в цьому напрямку запропонував Константинов Б.П., і вже до 80-х років було досліджено й розроблено гідродинамічні перетворювачі з пластинчастими, мембранними, стрижневими коливальними системами, а також випромінювачі роторного типу. Враховуючи недоліки перетворювачів кожної з відмічених груп (згідно аналізу літературних джерел дослідження в цьому напрямку відносяться до суто інженерних розробок; аналіз відомих експериментальних досліджень носить, в основному, емпіричний характер, а наявна інформація по зіставленню розрахункових і експериментальних даних приводиться тільки у відносних одиницях; переважна більшість із розроблених гідродинамічних випромінювачів не підлягає математичному розрахунку), було віддано перевагу випромінювачам з локалізованою областю кавітаційної природи. Сучасний стан розв'язання фізичних задач генерування коливань затопленими струменями рідини на основі формування локалізованої кавітаційної області й періодичного вибухоподібного викиду її вмісту в навколишній простір відрізняється від відомих і з точки зору механізму звукоутворення, і з точки зору методів його реалізації.
Актуальність теми зумовлена тим, що строге фізичне дослідження процесу струменевого звукоутворення кільцевими затопленими струменями як з точки зору теоретичних, так і експериментальних підходів та прикладного застосування ще далеке від повного завершення. Розв'язувані задачі й необхідні фізичні моделі повинні пояснити формування кавітаційної області для генерування коливань відповідних спектральних діапазонів та інтенсивностей.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами й темами. Дослідження проводились в межах: фундаментальних фізичних досліджень за міжнародним проектом The COPERNICUS PROJECT IS 15-CT 98-0808. Controlling of the Acoustic Cavitation: Novel Approaches and their Industrial and Environmental Applications; держбюджетної науково-дослідної роботи (НДР) “Розробка наукових й технологічних аспектів отримання методами горіння ультрадисперсних порошків оксидів металів для створення нових керамічних та композиційних матеріалів і нанесення покриттів” (№ держреєстрації 0198U002443), яка виконувалася згідно тематичного плану НДР по науковому напрямку “Нові речовини і матеріали” у рамках програми Міністерства освіти України та держбюджетної НДР “Застосування гідродинамічних випромінювачів для отримання високоякісних дисперсій різної природи” (№ держреєстрації 0197U008725), яка виконувалася відповідно до координаційного плану “Мономери, поверхнево-активні речовини, наповнювачі, модифікатири і перспективні технології одержання полімерних композитних матеріалів на їх основі” Міністерства освіти України.
Під час виконання цих науково-дослідних робіт роль автора дисертації полягала в розробці модифікованої фізичної моделі звукоутворюючого елемента гідродинамічної випромінюючої системи; у вивченні фізичного процесу розриву суцільності рідини і механізму звукоутворення на основі конкуруючих процесів, а також в проведенні порівняння розрахункових даних з експериментальними.
Мета і завдання досліджень. Метою дисертаційної роботи є розробка модифікованої фізичної моделі гідродинамічної випромінюючої системи, що забезпечує кероване формування тороїдальної області кавітаційної природи, виявлення конкуруючих процесів і встановлення їх ролі при вивченні фізичних закономірностей вибухоподібного генерування в оточуючому цю область просторі коливань у визначених діапазонах частот і інтенсивностей.
При цьому потрібно розробити модель в рамках єдиної теоретичної концепції, яка б дозволила розв'язати такі задачі:
· встановити теоретично (стосовно запропонованої моделі) залежності частот генерованих коливань від гідродинамічних і геометричних параметрів системи, що досліджується, і співставити їх з даними експерименту, фізично обґрунтувавши отримані результати;
· визначити аналітично й експериментально характер змін з часом тиску всередині кавітаційної області, що відтинається, в межах одного періоду основної гармоніки генерованих коливань, а також величину тиску всередині цієї області напередодні її вибухоподібного руйнування;
· виявити на підставі проведених досліджень механізм гідродинамічного звукоутворення вісесиметричними затопленими струменями рідини, фізично обґрунтувати причини утворення локалізованої кавітаційної області та вибухоподібне її руйнування з викиданням вмісту в навколишнє середовище;
· встановити розрахунково-дослідним шляхом закономірності зміни швидкості рідини на периферії вихору протягом одного періоду, а також визначити частину струменя рідини, що йде на утворення кавітаційної області;
· обґрунтувати фізично можливість використання енергії кавітаційних бульбашок, що захлопуються, в процесах нанотехнологій.
Об'єкт дослідження - процеси керованого гідродинамічного звукоутворення.
Предмет дослідження - гідродинамічні випромінюючі системи, що забезпечують генерування коливань в оточуючому її просторі.
Методи дослідження :
· методи математичної фізики, математичного аналізу і механіки суцільних середовищ - для аналітичного визначення основної частоти коливань, що генеруються, а також для отримання залежності середнього тиску в кавітаційній області від параметрів систем і зміни їх за період;
· метод акустичної метрології - для вимірювання спектрів коливань, що генеруються випромінюючою системою;
· метод фотографування та швидкістної кінозйомки - для визначення ступеня заповнення кавітаційного звукоутворюючого елемента та візуалізації локалізованої кавітаційної області;
· метод керованого формування локалізованої кавітаційної області - для нанесення нанопокриття з використанням енергії кавітаційних бульбашок.
Наукова новизна отриманих результатів полягає в тому, що:
· розроблено модифіковану модель випромінюючої системи, яка дозволила обґрунтувати утворення локалізованої кавітаційної області й розрив суцільності струменю, що обмежує цю область, з вибухоподібним викидом її вмісту, а також з'ясовано механізм гідродинамічного звукоутворення затопленими струменями рідини;
· вперше на основі цієї моделі теоретично отримано залежність основної частоти генерованих коливань від гідродинамічних і геометричних параметрів випромінюючої системи. Теоретично уточнено залежності цієї частоти від швидкості струменя рідини, відстані між соплом і перешкодою та радіуса сопла. Зі збільшенням цих параметрів частота спадає, що добре узгоджується в абсолютних одиницях вимірювання з дослідними залежностями;
· удосконалено модифіковану модель формування вторинної кавітаційної області, а також вперше оцінено кут розширення турбулентного струменя та частину його, яка йде на формування цієї області;
· вперше теоретично проаналізовано зміну тиску в порожнині протягом періоду коливань, розраховано максимальне значення надлишкового, порівняно з навколишнім, тиску, при якому відбувається вибух порожнини, та встановлено, що перед викидом вмісту цієї області вихор тороідальної кавітаційної області гальмується;
· вперше фізично та теоретично обґрунтовано й експериментально показано можливість використання енергії захлопування кавітаційних бульбашок і областей для нанесення супертонких оксидних нанопокриттів на різні металеві поверхні, що було експериментально реалізовано за допомогою спеціально розробленого фізичного приладу.
Практичне значення отриманих результатів полягає у вивченні фізики процесів, що відбуваються в гідродинамічних випромінюючих системах, тобто у з'ясуванні й фізичному обґрунтуванні закономірностей формування та утворення кавітаційної області, що є основним елементом випромінюючої системи, а також в отриманні аналітичних залежностей частот захлопування цієї області від робочих параметрів системи, яка досліджується. Ці результати можуть бути використані:
· для створення сучасних наукових приладів в результаті розробки, проектування й виготовлення гідродинамічних випромінювачів, призначених інтенсифікувати різні фізико-хімічні технологічні процеси (диспергування, очистка, коагуляція та ін.), що протікають в рідких середовищах і на межах рідина - тверде тіло;
· з метою розробки нової техніки при застосуванні пружних коливань для приготування мастильно-охолоджуючих рідин, які дозволяють підвищити стійкість металорізальних інструментів, наприклад, в машино- й приладобудуванні;
· в галузі нанотехнологій для нанесення супертонких покриттів як на зовнішні, так і на внутрішні поверхні деталей.
Особистий внесок здобувача. Основні результати, що складають зміст дисертаційного дослідження, отримані автором особисто: обґрунтовано й розроблено модифіковану модель випромінюючої системи у вигляді кавітаційної області, що періодично вибухає; реалізовано математичну постановку задачі з натікання кільцевого струменя рідини на плоску перешкоду й отримано трансцендентне дисперсійне рівняння, яке пов'язує частоту генерованих коливань з робочими параметрами випромінюючої системи; проведено аналіз розрахованих і експериментально отриманих частотних характеристик генерованих коливань, а також експериментальних і розрахованих залежностей тиску в кавітаційній області від часу протягом періоду та його середнього значення від швидкості витікання струменю рідини; обґрунтовано прямування до нуля швидкості на периферії вихору напередодні викиду вмісту кавітаційної області й визначено частину загальних витрат, що йдуть на формування кавітаційної області; теоретично й експериментально показано можливість використання енергії захлопування кавітаційних бульбашок в галузі нанотехнологій, а також для приготування мастильно-охолоджуючих рідин, що підвищують стійкість різальних інструментів.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертаційної роботи доповідались і обговорювались на VI, X, XI, XIII, XVI сесіях Російського Акустичного товариства, РАН (Москва, 1997, 2000, 2001, 2003, 2005); на Міжнародній конференції “Ультразвукові технологічні процеси - 2000” (Архангельськ, 2000); на Виставці-симпозіумі “Світ високих технологій” (Одеса, 2000); на 3 rd European Congress of Chemical Engineering, (Nuremberg, 2001); на Міжнародній конференції “Фізичні комп'ютерні технології”, (Київ, 2001); на ХVI Міжнародному симпозіумі з нелінійної акустики, (Москва, МДУ, 2002); на Акустичному симпозіумі КОНСОНАНС - 2003, НАН України (Київ, 2003).
Публікації. Основні результати дисертації викладені в 16 наукових -публікаціях, в тому числі 6 в наукових журналах, 6 в збірниках наукових прац, 3 в матеріалах і тезах конференцій і симпозіумів та в 1 патенті.
Структура дисертації. Дисертація складається із вступу, чотирьох розділів, висновків й додатків. Загальний обсяг дисертаційної роботи складає 162 сторінки, із яких 140 сторінок основного тексту, 4 сторинки з таблицями, 10 сторінок додатків. Список використаної літератури на 12 сторінках включає 149 найменувань.
основний зміст роботи
У вступі розкривається сутність задачі, що розв'язується, обґрунтовується актуальність теми дисертаційного дослідження, формулюються основні положення й методи проведених досліджень, а також наукові результати, які можуть бути використані в науці й техніці.
Перший розділ присвячений аналізу відомих досліджень як струменевого генерування періодичних коливань, так і їх генерування за допомогою інших перетворюючих систем. Встановлено, що в основі гідродинамічного звукоутворення лежить не тільки рух рідини, а також розвинута турбулентність і кавітація. Найбільш глибокі дослідження з кавітації були проведені в Акустичному інституті АН СРСР (м. Москва) і в ряді інших організацій В. Акуличевим, Л.Зарембо, В. Іллічьовим, В. Красильніковим, Л. Розенбергом, А. Перником, М. Сиротюком та ін. При дослідженні кавітації становить інтерес не тільки поведінка окремих бульбашок, а й їх областей.
Протягом останніх декількох десятиліть проводяться дослідження з сонолюмінісценції. Встановлено, що при багатобульбашковій кавітації на потік сонолюмінісценції істотно впливають температура і тиск. Важливою є оцінка температури як в поодинокій бульбашці, так і при її захлопуванні в оточуючому просторі: вони відрізняються на декілька порядків - від 2,5 ·103 К до 107 К. В зв'язку з цим цікавими є дослідження, присвячені вивченню силових впливів на частинки твердих зависів в рідині з боку бульбашок, які захлопуються, в потужних акустичних полях.
Розглянуті кавітаційні особливості відомих гідродинамічних перетворювачів і основні принципи генерування коливань цими перетворювачами. Разом з цим проаналізовані можливості застосування струменевих джерел коливань для інтенсифікації фізико-хімічних технологічних процесів.
У другому розділі проводиться теоретичний аналіз сигналу, що генерується кавітаційною областю в результаті вибухоподібного викиду її вмісту. Розглянута модель випромінюючої системи (рис.1), згідно з якою затоплений кільцевий струмінь рідини 1 радіусом r0 і товщиною ?0 витікає з щілини сопла 2 зі швидкістю 0 і натікає під кутом ( ?, t) на плоску перешкоду 3 на відстані ? від торця сопла.**) На рис.1 представлена схема прямоточної випромінюючої системи. Існують також протитечійні випромінюючі системи, що функціонують за таким же принципом, в яких затоплений струмінь, що відтинає замкнутий об'єм, утворюється при відбитті від угнутої перешкоди, коли на неї натікає центральний циліндричний струмінь. ) При цьому струмінь відтинає від оточуючого середовища об'єм V0р ? і роздвоюється на перешкоді: частина тим більша, чим більший (?, t), виходить назовні, а та, що залишається, пропорційна [1-(?, t)], накачується всередину замкненого об'єму, утворюючи тороїдальний вихор й викликаючи кавітацію. Струмінь-оболонка має певну жорсткість, тому при накачуванні всередину оболонки тиск Р1 в ній досягає величини, що перевищує тиск Р0 в оточуючому середовищі, і при деякому значенні Р1 відбувається вибухоподібний викид вмісту порожнини.
Рис.1. Модель формування локалізованої кавітаційної області вісесиметричним затопленим струменем рідини.
Цей процес періодично повторюється, генеруючи в оточуючій рідині акустичні коливання, основна гармоніка спектру яких визначається частотою викидів. Об'ємна витрата Q0 рідини густини , що дорівнює на зрізі сопла , збільшується за рахунок бернулліївського підсосу (кут розширення струменя ) до , де (отримано з урахуванням закону збереження імпульсу для різних частин струменя), а частина його Q1, що потрапляє в порожнину, вважається такою, що дорівнює , де параметр дозволяє оцінити накачування рідини в порожнину, що відтинається. Показано, що швидкість зміни
, (1)
де Q2 - витрата рідини, що витікає з порожнини в струмінь; U - швидкість вихору масою тв на його периферії; швидкість зміни U виражається через швидкість зміни моменту імпульсу вихору. Перший доданок визначається зміною маси рідини в порожнині за одиницю часу, що приходиться на одиницю об'єму V кавітаційної рідини (- безрозмірний параметр, що пов'язує цю величину зі швидкістю зміни внутрішнього тиску ), а другий доданок - швидкість зміни тиску Бернуллі. Об'єм V складає частину об'єму V0, V=мV0, параметр м ? 1 визначається експериментально обробкою фотознімків звукоутворюючого елемента випромінюючої системи, він збільшується із зростанням 0 .
Рівняння коливань твірного струменя, що обмежує порожнину, було отримано з проекції на радіальну вісь рівняння Ейлера, записаного в циліндричних координатах у вісесиметричному випадку з припущенням про малість кута (х, t) відхилення струменя від осі системи, шляхом застосування до його обох частин диференціального оператора, спряженого з оператором лівої частини. Права частина рівняння при цьому виявляється пропорційною , значення якого визначено рівнянням (1). Так було отримано диференціальне рівняння другого порядку
(2)
з граничною умовою , де ,
,. (3)
Через заміну , де ц(х) - деяка функція зі значеннями на границях
, , (4)
вдається перетворити рівняння (2) до двох диференціальних рівнянь: стаціонарного звичайного диференціального рівняння
(5)
з граничними умовами (4) і часового рівняння в частинних похідних
(6)
з граничною умовою в(0, t) = 0. Розв'язок рівняння (5)
дозволяє отримати конфігурацію рівноважного стану струменя, відносно якого відбуваються його коливання, що описуються рівнянням (6). Вважаючи ці коливання гармонічними (щ - кругова частота), отримуємо для їхньої амплітуди в(х) неоднорідне звичайне диференціальне рівняння
,
де . (7)
При його розв'язанні методом Лагранжа отримано функцію
,
значення якої на перешкоді x =? дає трансцендентне відносно з рівняння
, (8)
де з = k?. Рівняння (8), на підставі останньої рівності та формули (7), пов'язує частоту щ генерованих коливань з геометричними й гідродинамічними параметрами системи - формула (3) - тобто являється дисперсійним рівнянням.
Таким чином, отримана можливість розрахунковим шляхом визначати частоту вибухоподібного періодичного викиду вмісту кавітаційної області в залежності від робочих параметрів випромінюючої системи.
Третій розділ присвячено відпрацюванню методики, виконанню експериментальних досліджень і фізичній інтерпретації встановлених закономірностей.
Під час проведення досліджень доводилось зустрічатися з режимами високорозвинутої турбулентності, розриву суцільності струменів і областей, що ними формуються, зі складними гідродинамічними і акустичними явищами, які недостатньо вивчені. Ця робота присвячена дослідженню механізму гідродинамічного звукоутворення, який може бути використаний для створення необхідних акустичних полів, а також з метою інтенсифікації деяких технологічних процесів. Для вирішення цих задач було розроблено спеціальний датчик звукового тиску, що відповідає ряду вимог, відомих з літературних джерел. В якості чутливого елемента цього датчика була вибрана п'єзосфера діаметром 5мм з товщиною стінки 0,4 мм з ЦТС-19. Згідно з проведеними розрахунками в області частот від 0,1 до 10 кГц чутливість приймача практично не залежить від частоти.
Експериментальна установка складається з силової, вимірювально-аналітичної та допоміжної частин. Перша включає відцентрову помпу й асинхронний двигун. Бак місткістю 3 м3 з двома ілюмінаторами для фотографування процесів, що протікають в зоні звукоутворення. Під час проведення досліджень робочим середовищем слугувала водопровідна вода, що відстоювалась протягом 30 днів. До вимірювальної апаратури відносяться витратомір, манометр, вакуумметр, мілівольтметр, підсилювач і осцилограф.
Експериментально встановлено, що при невеликих 0 кавітаційна область відсутня і тільки при 0, що перевищують приблизно 20 м/с, починається поступове її зародження й збільшення в об'ємі, яке продовжується із зростанням 0 до того часу, доки весь простір між соплом і перешкодою не заповниться кавітацією. Із рис.2 (побудованого шляхом фотознімків кавітаційних областей, отриманих при різних швидкостях 0) видно, що при швидкостях 42-45 м/с параметр м наближається до одиниці.
Робота перетворювачів реалізується при швидкостях 20-50 м/с. На першому етапі була досліджена залежність частоти генерованих коливань від швидкості витікання рідини при таких параметрах: ? = 4М10-3 м; r0 = 6,5 М 10-3 м; Д0 = 0,5М10-3 м і тиску в робочій місткості Р0 1,1М105 Па. Встановлено, що із зростанням швидкості струменя частота монотонно спадає. Якісно це можна пояснити таким чином. Частота коливань відповідає періодичності розриву струменя, що обмежує порожнину. Ця періодичність визначається конкуруючими процесами: втіканням рідини в порожнину і відтіканням рідини з неї. Із зростанням швидкості 0 витікання рідини із сопла обидва ці процеси протікають швидше: перший сприяє скороченню періоду коливань, а другий - збільшенню його. Крім того, із зростанням 0 збільшується жорсткість струменя-оболонки і міцність його защемлення на торцях сопла і відбивача, що сприяє збільшенню маси рідини, яка може бути накачана в порожнину до її руйнування, тобто підвищується період коливань. Потрібно врахувати ще один аналогічно діючий фактор: експериментально виявлено, що із зростанням 0 збільшується частина порожнини, яку займає кавітація (рис.2), тобто підвищується стисливість вмісту порожнини, що забезпечується її пористою частиною. Це також приводить до тривалішого існування порожнини. Фактори, що збільшують час існування області із зростанням 0, превалюють над фактором, який скорочує цей час, що й проявляється у зростанні періоду коливань, чи зменшенні їх частоти із збільшенням швидкості витікання струменя з сопла.
Подальші дослідження полягали у визначенні частоти в залежності від ? при сталих значеннях Р0 1,1М105 Па, Д0 = 0,5М10-3 м, 0 = 30 - 31 м/с і r0 =6,5 М 10-3 м. Виявлено, що із збільшенням ? частота спадає. Аналогічний експеримент було проведено з визначення частоти коливань в залежності від r0 при тих же значеннях параметрів Р0, Д0, 0 та ? = 4М10-3 м. В цьому випадку із зростанням r0 частота також спадає. Це пояснюється тим, що із збільшеннями ? та r0 ростуть об'єми кавітаційних областей і, як наслідок, зменшується частота генерованих коливань.
Були проведені також експерименти з встановлення залежності величини середнього тиску всередині області від швидкості відтікання рідини 0. коливання гідродинамічний звукоутворення вісесиметричний
Вимірювання проводились ртутним манометром за допомогою тонкої голки з отвором. Встановлено, що зі зростанням 0 середній тиск всередині області монотонно спадає (рис.6, експериментальні точки). Це пояснюється тим, що вимірювався тиск, усереднений за періодом коливань, який зі зростанням 0 також зростає (рис.3, експериментальні точки).
Стосовно протитечійної системи виявлена вторинна кавітаційна область, розглянуто механізм її утворення, габарити й ерозійна активність. Встановлені вирази для обчислення інтенсивності генерованих коливань з точки зору гідродинамічного й акустичного підходів (Ігд та Іак) при роботі перетворювача в умовах надлишкового статичного тиску. В межах ДРст до 1,2 МПа результати обох розрахунків практично співпадають. Можна вважати, що інтенсивність генерованих сигналів зростає зі збільшенням надлишкового статичного тиску за рахунок збільшення частоти f0 захлопування вторинної області і в зв'язку зі зростанням енергії, що виділяється при кожному захлопуванні кавітаційної області разом з бульбашками. Важливо оцінити енергію, що приходиться на одиницю площі, яка генерується за одне захлопування кавітаційної області (ДWгд = Ігд / f0 та ДWак =Іак / f0). Як і в попередньому випадку, результати обох підходів близькі один до одного.
В четвертому розділі проводиться експериментальна перевірка розробленої моделі, а також оцінюється можливість використання акустичних полів, генерованих досліджуваною системою, для інтенсифікації деяких технологічних процесів.
Проведено порівняння частотних залежностей f(0), f(?) та f(r0), розрахованих за допомогою розробленої моделі, з відповідними виміряними залежностями. Попередньо були визначені параметри ч та о, для чого використовувалась експериментальна залежність fексп.і(0) при ?=const і r0=const. Для і-ої експериментальної точки цієї залежності за формулою, отриманою із рівняння (8), обчислювалось Гексп.і. Ця ж величина, згідно з формулою (3), зображалась у вигляді Гексп.і = о (ч Сі + G ), де Сі і G визначені параметрами системи, причому Сі залежать від швидкості0, а G не залежить. Це давало можливість для кожної пари експериментальних точок отримати систему двох рівнянь, розв'язання якої давало
,
.
Шукані значення ч й о були отримані шляхом усереднення чik та оik для всіх можливих пар експериментальних точок. Вони використовувались для обчислення залежностей f(0) при ?=const і r0= const, f(?) при 0=const і r0= const, f(r0) при 0=const і ?=const (криві на рисунках 3 - 5), що зіставлялись з відповідними залежностями, отриманими експериментально (точки на цих рисунках). Задовільна їх відповідність свідчить на користь розробленої моделі.
На базі цієї моделі проведено також аналіз зміни тиску P1(t) всередині кавітаційної області протягом періоду коливань (0 ? t ? Т). Швидкість зміни цієї величини (1) з урахуванням окремих фаз формування й розвитку кавітаційної області була перетворена до вигляду
, (9)
де , .
Інтегруючи це рівняння і враховуючи, що накачування рідини в порожнину й витікання рідини з неї відбувається тільки під час існування суцільного струменя, що обмежує порожнину (друга чверть періоду коливань), отримуємо
(10)
Проведено порівняння цих результатів з осцилограмою акустичного сигналу, що генерується гідродинамічною випромінюючою системою. Сигнал сприймався датчиком звукового тиску й аналізувався осцилографом. Тонка лінія на фоні осцилограми - розрахункова крива. Кореляція цих залежностей очевидна.
Важливо, що в області осцилограми, близької до максимуму, спостерігається ділянка, на якій тиск змінюється дуже слабко (майже горизонтальна площадка). Це означає, що після досягнення всередині області максимального тиску нагнітання рідини в неї продовжується практично без зміни тиску в ній. Відбуватись це може в тому випадку, коли об'єм порожнини збільшується за рахунок деформації пружної оболонки-струменя, який віддаляється від осі системи, залишаючись защемленим по краях і зберігаючи свою цілісність. Подальше нагнітання рідини в порожнину призводить до розриву оболонки й вибухоподібному викиду її вмісту.
Функція P1(t), що визначається формулою (10), дозволяє оцінити надлишковий, порівняно з навколишнім, тиск і його максимальне значення ?P1max, при якому відбувається руйнування суцільності струменя. Для цього функція ?P1(t) в другій чверті періоду, протягом якого цей максимум спостерігається, досліджувалась на екстремум. Отримано, що максимальне значення ?P1(t) досягається в момент часу і складає
.
Досліджувалась залежність максимальної величини надлишкового тиску ?P1max, при досягненні якого відбувається вибух кавітаційної області, від швидкості 0 витікання струменя. Виявлено монотонний ріст цієї функції (приблизно від 12 кПа до 37 кПа) зі збільшенням 0 в діапазоні тонального звукоутворення (26-40 м/с). Цей ріст свідчить про збільшення „міцності” струменя, що обмежує порожнину.
Порівняння абсолютних величин обчислених і виміряних тисків проводилось для їх усереднених значень. Причина цих усереднень полягає в труднощах експериментального визначення миттєвих значень тиску всередині порожнини, що змінюється від мінімального до максимального протягом проміжку часу, порівнянного з періодом коливань Т 1мс. Через інерційність вимірювального пристрою виміряне значення тиску є усередненим за часом. Тому для зіставлення з ним як розрахункове вибиралось математичне середнє функції P1(t), що визначається формулою (10). Середнє значення періодичного доданку протягом періоду Т дорівнює нулю, а усереднення неперіодичного протягом другої чверті періоду, коли порожнина замкнута й відділена від навколишнього середовища, дає . Із рис.6, на якому зображені експериментальна (точки) і розрахункова (крива) залежності (0), випливає задовільний збіг їх значень, причому, що дуже важливо, в абсолютних одиницях. Цей факт підтверджує справедливість моделі на новому експериментальному матеріалі: розроблена для частотних характеристик, вона виявляється дієвою і в області силових характеристик процесу звукоутворення.
Зроблено спробу також оцінити швидкість вихору U на його периферії. Можна припустити, що після попереднього викиду вмісту кавітаційної області ця швидкість U (0) максимальна, а перед черговим вибухом вона зменшується U(ф)<U (0), ф<Т. Були розраховані значення швидкостей 0 витікання рідини із сопла, при яких починається тональне звукоутворення, з використанням різних значень U(ф), що припускаються. Виявлено, якщо вважати U(ф)?0, то результат буде ближче до експериментально визначеного порогового значення 0 (відмінність приблизно 20%), ніж у припущенні U(ф)=0,5U(0) (відмінність приблизно 40%). Цей факт свідчить про гальмування вихору в кавітаційній області перед викидом.
Особливий інтерес становить можливість використання енергії, що виділяється під час захлопування кавітаційних бульбашок і кавітаційних областей, для інтенсифікації технологічних процесів, зокрема, в галузі нанотехнологій. За сучасних технологій нанесення тонких покриттів на металеву поверхню застосовуються плазменні, детонаційні та інші методи. Вони мають ряд переваг, але є і недоліки: надлишкова товщина покриттів, що наносяться, а також неминучість термічного впливу на підкладку. Запропоновано використовувати акустичні коливання для нанесення на поверхню нанопорошків оксидів металів, що отримуються методом газодисперсного синтезу. В процесі нанесення порошкових покриттів, частинкам порошку необхідно надати більшу енергію для створення більших тисків збоку цих частинок на підкладку. В запропонованому методі джерелом цієї енергії є кавітаційні бульбашки й області, що вибухають поряд з частинками, які напилюються біля підкладки. Відомо, що при зменшенні радіуса бульбашки в процесі її захлопування швидкість може досягати 300 м/с, а швидкісний напір - порядку 108 Па. Як показали дослідження останніх років в галузі сонолюмінісценції, температура при цьому може досягати 107 К, що означає можливість локального виділення величезних енергій. Аналіз табличних даних про густину водяної пари при різних температурах (00С-10000С) дає емпіричну формулу , яка екстраполювалась для більш високих температур. Ці дані були використані для розрахунку тиску частинок на поверхню, яку напилюють. Отримано, що при температурі 8000 0С частинки діаметром 50, 80 і 100 нм тиснуть на підкладку відповідно 9•107, 1,4•108 і 1,8•108 Па. При таких тисках висока ймовірність проникнення наночастинок в приповерхневий шар металевої підкладки. Ці міркування відносно можливості використання енергії кавітаційних вибухів для нанесення тонких покриттів були перевірені експериментально. Основу розробленої експериментальної установки складали магнітострикційний перетворювач та конічні концентратори. Напилювався оксид металу (Al2O3) на металеві пластинки та хвилеводи. Експеримент показав, що у воді із зависсю порошку при озвучуванні в кавітаційному режимі протягом 15-20 с на поверхнях пластинок і хвилеводів спостерігалось його напилювання. Ці якісні експерименти дають підставу вважати, що за допомогою акустичної енергії можна здійснити нанесення нанодисперсного порошку на поверхню металу.
Крім того, перевірялась можливість використання акустичних коливань для отримання високодисперсних і стійких емульсій. Так, наприклад, встановлено, що діаметри основної кількості частинок водомасляної емульсії, вкладаються в діапазон від 1 до 3 мкм, в той час як розміри частинок емульсії, отриманої іншими методами, істотно більші. Добре зарекомендував себе цей метод також при виготовленні високоякісних мастильно-охолоджуючих рідин для покращення обробки металів різанням та підвищення стійкості різального інструменту.
ВИСНОВКИ
Сукупність наукових положень, сформульованих і обґрунтованих в роботі, дозволила теоретично й експериментально розв'язати низку задач, присвячених вивченню процесу генерування коливань затопленим струменем рідини, що натікає на плоску перешкоду. Показано, що складні явища гідродинамічного звукоутворення, пов'язані з формуванням локалізованої області, розвитком в ній турбулентності, кавітації й періодичним вибухоподібним викидом її вмісту в навколишнє середовище, не тільки важлива з точки зору фізики цих явищ, але може також використовуватись для інтенсифікації різних фізико-хімічних технологічних процесів. При розв'язанні цих задач було отримано такі результати:
1. Розроблено модифіковану модель випромінюючої системи гідродинамічного звукоутворення вісесиметричними затопленими струменями рідини, що натікають на плоску перешкоду. За її допомогою пояснено утворення локалізованої кавітаційної області і розрив, в результаті дії конкуруючих процесів, суцільності струменя, що обмежує цю область, з вибухоподібним викидом її вмісту. Це дозволяє на основі фізичних уявлень розробляти та проектувати гідродинамічні випромінювачі з локалізованою кавітаційною областю.
2. Поставлено стосовно цієї моделі задачу, в результаті розв'язання якої отримано трансцендентне дисперсійне рівняння, що пов'язує основну частоту генерованих коливань з геометричними та гідродинамічними параметрами випромінюючої системи. Уточнено експериментально, що основна частота генерованих коливань спадає як зі зростанням швидкості витікання рідини із сопла, так і зі збільшенням розмірів звукоутворюючого елемента. Проведені фізичні обгрунтування одержаних закономірностей.
3. Встановлено, що зі зростанням швидкості витікання рідини збільшується частина порожнини, зайнятої кавітацією, а середній тиск усередині порожнини зменшується. Проведено експериментальну оцінку кута розширення турбулентного струменя у випромінюючій системі (=3,50), а також аналізи осцилограм генерованих сигналів. Запропоновано модифіковану модель формування вторинної кавітаційної області та досліджено її ерозійну активність. На підставі проведених експериментальних і теоритичних досліджень визначено введені у моделі параметри ч й о, що вперше дозволило оцінити ту частину струменя, яка йде на формування кавітаційної зони: вона складає приблизно 80 - 82 % від струменя, який витікає з сопла.
4. Розраховано теоретично залежності частоти від швидкості витікання струменя рідини, від відстані між соплом і перешкодою та від радіуса сопла, які добре узгоджуються в абсолютних одиницях вимірювання з дослідними залежностями. Проведено порівняння розрахункових і експериментальних даних залежності середнього тиску усередині області від швидкості витікання струменя. На основі розробленої моделі проаналізовані зміни тиску в порожнині протягом періоду коливань добре узгоджуються з експериментально отриманими осцилограмами сигналів. Вперше розраховано максимальне значення надлишкового, порівняно з навколишнім, тиску, при якому відбувається вибух порожнини (12 - 37 кПА - для робочого діапазону швидкостей струменя рідини 26 - 40 м/с). Вивчено зміни в часі в межах одного періоду швидкості рідини на периферії вихору в кавітаційній області. Вперше встановлено, що безпосередньо перед викидом вмісту цієї області вихор гальмується.
5. Вперше запропановано використати енергію захлопування кавітаційних бульбашок і областей з метою нанесення нанопорошків оксидів металів (Al2O3, d ? 50-80 нм) як покриття металевих поверхонь, що було експериментально реалізовано за допомогою спеціально розробленого фізичної установки. Поряд з цим були одержані дрібнодисперсні емульсії (диаметр глобул 1 - 3 мкм), а також за допомогою генерованих коливань гидродинамічним випромінювачем з локалізованою кавітаційною областю було отримано високоякісні мастильно-охолоджуючі рідини для машино- та приладобудування, що дозволило підвищити стійкість металорізальних інструментів (свердел і різців) в 1,2 - 1,5 рази.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ НАУКОВИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Назаренко А.А. Анализ акустического сигнала, генерируемого осесимметричной локализованной областью кавитационной природы // Акуст. вісн. - 2000. - Т. 3. - № 4. - С. 45 -53.
2. Дудзинский Ю.М., Назаренко А.А. Энергетические характеристики вторичной вихревой области осесимметричного гидродинамического излучателя // Акуст. вісн. - 2000. - Т. 3. - № 1. - С. 36 -41.
3. Золотко А.Н., Назаренко А.А. О конкурирующих процессах, определяющих генерирование колебаний локализованной областью кавитационной природы // Акуст. вісн. - 2001. - Т. 4. - № 3. - С. 34 -38.
4. Назаренко А.А. Давление в звукообразующем элементе гидродинамической излучающей системы в течение периода колебаний // Акуст. вісн. - 2004. - Т. 7. - № 4. - С. 52-56
5. Назаренко А.Ф., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. Акустическое диспергирование парафинистых включений в высокопарафинистых битумах // Труды Одесского политехнического университета. - 2000. - Вып. 2(11). - С. 198-202.
6. Особенности акустического способа приготовления СОЖ и его применение в машиностроении / Назаренко А.Ф., Козовый С.И., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. // Вісн. Інж. акад України. - 2001. - № 3. - С. 365 -368.
7. Назаренко А.А. Автоколебания кольцевой затопленной струи жидкости,
натекающей на плоскую преграду // Сб. трудов VI сессии Российского акустического общества. - М.: МГГУ. - 1997 - С. 419 - 422.
8. Назаренко О.А. Про автоколивання аксіально-симетричних затоплених струменів рідини, що натікають на плоскі перешкоди // Наука і освіта: Зб. наук. пр. / АН вищої шк. України. - К., 1997. - Кн. 3. - С. 160 -163.
9. Назаренко А.Ф., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. Спектральные характеристики акустического сигнала, генерируемого звукообразующим элементом кавитационной природы // Сб. трудов Х сессии Российского акустического общества. - М.: ГЕОС. - 2000. - Т. 2 - С.119 - 123.
10. Назаренко А.Ф., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. Расширение турбулентной струи в звукообразующем элементе гидродинамического излучателя // Тез. докл. Междунар. конф. Ультразвук. технол. процессы - 2000. - Северодвинск: Север. науч.-техн. компания, 2000. - С. 80 - 82.
11. Investigation of Process for Nanopowder Oxide Metal Application with Using of Acoustic Waves Energy / А. N. Zolotko, A. A. Nazarenko, I. N. Pokora and other // 3-rd Europ. Congr. of Chem. Eng. Nurember, 26-28 June 2001. wysiwyg: // menu.text.4/file:/D|/pages/269/htm.
12. Назаренко А.Ф., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. О конфигурации вихря в звукообразующем элементе гидродинамической излучающей системы // Сб. трудов ХI сессии Российского акустического общества. - М.: ГЕОС. - 2001. - Т. 2 - С.239 - 243.
13. Nazarenko A.F., Nazarenko A.A. Hydrodynamic Sound Origination and the Problem of Some Technological Processes Intensification within Powerful Acoustic Fields // Nonlinear Acoustics at the Beginning of the 21st Century. - V. 2. - Moscow, Russia, 2002. P. 1083 - 1086.
14. Назаренко А.Ф., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. Исследование среднего давления в звукообразующем элементе гидродинамической излучающей системы // Сб. трудов XIII сессии Российского акустического общества. - М.: ГЕОС. - 2003. - Т. 2. - С. 271 -274.
15. Назаренко А.Ф., Слиозберг Т.М., Назаренко А.А. О процессах, происходящих в звукообразующем элементе гидродинамической излучающей системы // Сб. трудов XVI сессии Российского акустического общества. - М.: МГГУ. - 2005.
16. Золотко А.Н., Назаренко О.А., Назаренко А.Ф., Полетаев М.І. Ультрозвуковий спосіб нанесення покриттів. Деклараційний патент. Заявка № u 2005 12238. Дата подання заявки 19.12.2005. Затверджено 16.05.2006.
АНОТАЦІЇ
Назаренко О.А. Гідродинамічні випромінюючі системи з вісесиметричною локалізованою областю кавітаційної природи. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.01 - фізика приладів, елементів та систем. - Одеський національний політехнічний університет, Одеса, 2006.
Дисертація присвячена дослідженню процесу гідродинамічного звукоутворення при вибухоподібному захлопуванні локалізованої області кавітаційної природи - звукоутворюючого елемента гідродинамічної випромінюючої системи.
Виконано аналіз відомих експериментальних і теоретичних робіт з генерування акустичних коливань зануреними струменями рідини, результати яких укладаються в межі акустичної, гідродинамічної, динамічної та інших теорій. Розглянута реалізація цих досліджень у вигляді розроблених випромінюючих систем, оцінені їх переваги і недоліки, що дозволило сформулювати завдання досліджень, які плануються. Стосовно випромінюючої системи з локалізованою кавітаційною областю, поставлено задачу, що описує натікання зануреного кільцевого струменя на плоску перешкоду і формування ним цієї області. Вона періодично вибухоподібно викидає свій вміст, генеруючи в оточуючому середовищі коливання. В результаті вирішення цього завдання було одержано трансцендентне дисперсійне рівняння, яке дозволило визначити частоту коливань, що генеруються, залежно від гідродинамічних і геометричних параметрів системи. Експериментальними дослідженнями було встановлено, що у випромінювачі із збільшенням швидкості витікання струменя із сопла, радіуса сопла і відстані між ним і перешкодою частоти падають; середній тиск всередині кавітаційної області залежить від швидкості струменя; виявлено, що зміна тиску в цій області протягом періоду коливань має релаксаційний характер. Зіставлення теоретично розрахованих залежностей з експериментальними показало їх прийнятну відповідність. Теоретично одержано, що напередодні викиду вмісту області тиск в ній залежно від швидкості витікання струменя перевищує тиск в навколишньому середовищі приблизно на 12-37 кПа (для робочого діапазону швидкості рідини 26-40м/с). Вперше було запропоновано використання енергії захлопування кавітаційних бульбашок для нанесення нанопорошків на поверхню металевих деталей. При проведенні попередніх експериментів використовувалися порошки оксиду металу (Al2O3), а підкладками були поверхні хвилеводів і пластинки.
Ключові слова: гідродинамічне звукоутворення, гідродинамічні випромінюючі системи, акустичні коливання, кавітація, кавітаційні бульбашки й області, затоплені струмені, нанотехнології.
Назаренко А.А. Гидродинамические излучающие системы с осесимметричной локализованной областью кавитационной природы. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата физико-математических наук по специальности 01.04.01 - физика приборов, элементов и систем. - Одесский национальный политехнический университет, Одесса, 2006.
Диссертация посвящена исследованию процесса гидродинамического звукообразования при взрывообразном захлопывании локализованной области кавитационной природы - звукообразующего элемента гидродинамической излучающей системы.
Применительно к выбранной на основе анализа известных теорий звукообразования излучающей системе с локализованной кавитационной областью была разработана модель осесимметричной гидродинамической излучающей системы и поставлена задача, описывающая натекание затопленной осесимметричной кольцевой струи жидкости на плоскую преграду и формирование ею этой области. Она периодически взрывообразно с частотой основного тона выбрасывает свое содержимое, генерируя в окружающем ее пространстве колебания. В результате решения поставленной в работе задачи с использованием уравнения Эйлера и физически обоснованных допущений было получено неоднородное дифференциальное уравнение второго порядка в частных производных, из которого были выделены стационарное и временное дифференциальные уравнения с соответствующими граничными условиями. Для временного уравнения (также второго порядка, в частных производных, неоднородного) исходили из того, что согласно экспериментальным данным генерируемый сигнал характеризовался сложным по своему составу спектром. Однако, применительно к основному тону, исходили из того, что он изменяется по гармоническому закону. В результате его интегрирования было получено трансцендентное дисперсионное уравнение относительно частоты. Это позволило расчетным путем определять частоту взрывообразного периодического выброса содержимого локализованной кавитационной области в зависимости от гидродинамических и геометрических параметров излучающей системы. Экспериментальными исследованиями было установлено, что в излучателе с увеличением скорости истечения струи из сопла, радиуса сопла и расстояния между ним и преградой частота падает; аналогично зависит среднее давление внутри кавитационной области от скорости струи; обнаружено, что изменение давления в этой области на протяжении периода колебаний носит релаксационный характер. Сопоставление теоретически рассчитанных зависимостей с экспериментальными показало приемлемое их соответствие. Кроме этого выполнены исследования по формированию вторичной кавитационной области и по оценке ее эрозионной активности. Получены зависимости интенсивности звука от статического давления. Теоретически рассчитано, что накануне выброса содержимого области давление в ней в зависимости от скорости истечения струи жидкости превышает давление в окружающем пространстве примерно на 12-37 кПа для рабочего интервала скоростей 26-40 м/с. Аналогично выполнен анализ изменения скорости на периферии вихря в пределах периода колебаний и установлено соответствие с экспериментальными данными - накануне выброса содержимого кавитационной области скорость вихря стремится к нулю. Впервые предложено использовать энергию захлопывания кавитационных пузырьков (а также кавитационных областей) для нанесения нанопорошков на поверхности металлических деталей в машино- и приборостроении. При проведении предварительных экспериментов использовались порошки оксида металла (Al2O3), а в качестве подложек служили поверхности волноводов и пластинок. Приготовленные на основе выполненных исследований смазочно-охлаждающие жидкости обеспечивали повышение стойкости режущих инструментов примерно в 1,2 - 1,5 раза.
...Подобные документы
Гідродинаміка - розділ механіки рідини, в якому вивчаються закони її руху. Фізична суть рівняння Бернуллі. Побудова п’єзометричної та напірної ліній. Вимірювання швидкостей та витрат рідини. Режими руху рідини. Дослідження гідравлічного опору труб.
учебное пособие [885,0 K], добавлен 11.11.2010Суть та використання капілярного ефекту - явища підвищення або зниження рівня рідини у капілярах. Історія вивчення капілярних явищ. Формула висоти підняття рідини в капілярі. Використання явищ змочування і розтікання рідини в побуті та виробництві.
презентация [889,7 K], добавлен 09.12.2013Обчислення швидкості течії рідини в трубах, втрати опору на окремих ділянках та енергоефективності насосного агрегату. Розрахунок повітропроводів, підбір вентиляторів та електродвигуна для промислової вентиляційної системи. Шляхи підвищення ККД приладів.
курсовая работа [791,8 K], добавлен 18.01.2010Аналіз особливостей різних розділів фізики на природу газу й рідини. Основні розділи гідроаеромеханіки. Закони механіки суцільного середовища. Закон збереження імпульсу, збереження енергії. Гідростатика - рівновага рідин і газів. Гравітаційне моделювання.
курсовая работа [56,9 K], добавлен 22.11.2010Аналіз методів та засобів вимірювання рівня рідини засобами вимірювальної техніки. Основні принципи та класифікація рівномірів. Поплавкові і буйкові прилади як найбільш прості прилади виміру, їх принцип дії. Склад та настройка ємнісних перетворювачів.
реферат [1,7 M], добавлен 11.12.2009Поверхневий натяг рідини та його коефіцієнт. Дослідження впливу на поверхневий натяг води розчинення в ній деяких речовин. В чому полягає явище змочування та незмочування, капілярні явища. Як залежить коефіцієнт поверхневого натягу від домішок.
лабораторная работа [261,2 K], добавлен 20.09.2008Рух молекул у рідинах. Густина і питома вага рідини. Поняття про ідеальну рідину. Поверхневий натяг, змочуваність і капілярні явища. Перехід з рідкого у газоподібний стан і навпаки. Зміна об'єму та густини рідини. Випаровування, конденсація, кавітація.
реферат [69,5 K], добавлен 22.12.2013Перелік побутових приміщень ливарного цеху. Розробка елементів системи водяного опалення та теплопостачання. Визначення джерела теплоти для теплопостачання об'єкту. Тепловий розрахунок котельного агрегату. Аналіз технологічного процесу обробки рідини.
дипломная работа [1,3 M], добавлен 24.01.2015Вибір електрообладнання та розрахунок характеристик розімкненої системи привода технологічного механізму. Вибір структури системи керування електропривода та складання передаточних функцій. Моделювання замкненої системи і аналіз якісних показників.
дипломная работа [857,3 K], добавлен 11.07.2014Розрахунок та дослідження перехідних процесів в однофазній системі регулювання швидкості (ЕРС) двигуна з підлеглим регулювання струму якоря. Параметри скалярної системи керування електроприводом асинхронного двигуна. Перехідні процеси у контурах струму.
курсовая работа [530,2 K], добавлен 21.02.2015Густина речовини і одиниці вимірювання. Визначення густини твердого тіла та рідини за допомогою закону Архімеда та, знаючи густину води. Метод гідростатичного зважування. Чи потрібно вносити поправку на виштовхувальну силу при зважуванні тіла в повітрі.
лабораторная работа [400,1 K], добавлен 20.09.2008Визначення статичної модуляційної характеристики транзисторного LС-автогенератора з базовою модуляцією. Визначення залежності амплітуди напруги на коливальному контурі від зміни напруги зміщення, при сталому значенні амплітуди високочастотних коливань.
лабораторная работа [414,3 K], добавлен 25.04.2012Витікання газу і пари. Залежність витрати, швидкості і питомого об’єму газу при витіканні від відношення тисків. Дроселювання газу при проходженні через діафрагму. Перший закон термодинаміки для потоку. Процес адіабатного витікання ідеального газу.
реферат [315,9 K], добавлен 12.08.2013Вибір системи керування електроприводом. Технічна характеристика конвеєру СК-2. Розрахунок електропостачання дробильної фабрики ДФ-3. Загальні відомості про електропостачання фабрики. Аналіз розімкненої системи електропривода технологічного механізму.
дипломная работа [2,6 M], добавлен 25.05.2012Вивчення законів, на яких ґрунтується молекулярна динаміка. Аналіз властивостей та закономірностей системи багатьох частинок. Огляд основних понять кінетичної теорії рідин. Розрахунок сумарної кінетичної енергії та температури для макроскопічної системи.
реферат [122,5 K], добавлен 27.05.2013Особливості проектування систем автоматичного керування. Вихідні дані та функціональна схема електроприводу системи підпорядкованого тиристорного електроприводу постійного струму з двигуном незалежного збудження. Синтез системи регулювання швидкості.
курсовая работа [680,2 K], добавлен 22.11.2014Вивчення принципів перетворення змінної напруги в постійну. Дослідження основ функціональної побудови джерел живлення. Аналіз конструктивного виконання випрямлячів, інверторів, фільтрів, стабілізаторів. Оцінка коефіцієнтів пульсації за даними вимірювань.
методичка [153,2 K], добавлен 29.11.2010Аналіз підходу до вивчення коливань, заснованого на спільності рівнянь, що описують коливальні закономірності і дозволяють виявити глибокі зв'язки між різними явищами. Вільні одномірні коливання. Змушені коливання. Змушені коливання при наявності тертя.
курсовая работа [811,5 K], добавлен 22.11.2010Методи створення селективних сенсорів. Ефект залежності провідності плівки напівпровідникових оксидів металів від зміни навколишньої атмосфери. Види адсорбції. Природа адсорбційних сил. Установка для вимірювання вольт-амперних характеристик сенсора.
контрольная работа [1,1 M], добавлен 27.05.2013Огляд існуючих лічильників та методів вимірювання витрати рідини. Аналіз можливостей застосування комп’ютерного моделювання при проектуванні лічильника електромагнітного типу. Методи покращення метрологічних характеристик електромагнітних витратомірів.
курсовая работа [5,0 M], добавлен 01.06.2015
