Гидродинамика

Представлены результаты экспериментального и численного исследования динамических и тепловых характеристик дозвуковых отрывных потоков, образующихся за различными преградами. Рассмотрены картины обтекания обратной ступеньки, одиночного ребра и прямоугольной каверны, являющиеся в настоящее время классическими задачами аэрогидродинамики и тепломассопереноса. Последовательно изучены более сложные случаи развития отрывных течений за преградами: обтекание ребра и системы ребер, расположенных под разными углами к направлению потока, ступеньки со скошенной обратной стенкой, каверн с наклонными стенками, а также отсоединенных ребер. Исследовано влияние различных факторов на динамику отрывного течения и турбулентный теплообмен. Книга адресована научным работникам и инженерам, специализирующимся в области механики и теплофизики турбулентных течений, а также преподавателям, аспирантам и студентам высших учебных заведений.

Изложены методы гидравлического расчета уравнительных резервуаров гидроэлектростанций, основанные на решении уравнений, описывающих в жесткой постановке неустановившееся движение в системе деривационный водовод – уравнительный резервуар с учетом граничных условий, определяемых переходными режимами ГЭС. Представлены аналитические и численные методы решения системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс колебаний в системе деривация – уравнительный резервуар. Изложены основы решения задачи об устойчивости колебаний и определения критической площади уравнительного резервуара. Представлены компьютерные программы и примеры расчетов основных задач, решаемых при проектировании уравнительных резервуаров гидроэлектростанций. Для обучающихся по направлениям подготовки 08.04.01 Строительство, 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений, 08.06.01 Техника и технология строительства.

Никита Николаевич Моисеев (1917–2000) – выдающийся математик и глубокий мыслитель. Его работы получили высокое научное и общественное признание. В книге собраны важнейшие из трудов Н.Н. Моисеева по гидродинамике и механике, а также исследованию операций, оптимизации и теории управления.

Рассмотрены критерии подбора предохранительной арматуры в зависимости от различных условий. Приведен порядок расчета количества выбросов и определения параметров трубопроводных систем в местах установки арматуры. Дан обзор возможных аварийных ситуаций на перерабатывающих предприятиях и раскрыты меры, направленные на их предотвращение путем организации предохранительных систем сброса. Подробно изложен метод нахождения пропускной способности арматуры в зависимости от количества выбросов, параметров подводящих и отводящих трубопроводов. Описаны правила вычисления времени срабатывания и определения герметичности арматуры, а также выявления реактивных сил при сбрасывании газообразной рабочей среды. Даны рекомендации относительно выбора пружин настройки предохранительных клапанов, выяснения направления сбросов, проведения ревизий и организации мер безопасности. Для инженеров, занятых проектированием и эксплуатацией трубопроводных систем, менеджеров по продажам и закупкам, а также студентов и преподавателей высшего и среднего профессионального образования.

В монографии рассмотрено решение задач, связанных с моделированием теплоотдачи, массоотдачи и процессов смешения сред в каналах с хаотичными насадками. Приведены уравнения для коэффициентов турбулентного обмена, перемешивания, тепло- и массоотдачи, а также турбулентной миграции тонкодисперсных частиц. Даны выражения для расчета эффективности проводимых процессов. Книга предназначена для специалистов, занимающихся решением теоретических и прикладных задач по гидродинамике, тепло- и массообмену в различных отраслях промышленности. Может быть полезной преподавателям и аспирантом технических вузов.

В монографии рассмотрены вопросы, связанные с изучением теплоотдачи и сопротивления в каналах теплообменных и технологических устройств и аппаратов. Приведены сведения о влиянии высоких чисел Прандтля, наличия отложений, двухфазности потоков. Предназначена для специалистов, занимающихся решением теоретических и прикладных задач по гидродинамике, тепло- и массообмену.

Рассматривается информация, необходимая для проектирования и эксплуатации гидрооборудования. Приведены конструкции, параметры и размеры гидрооборудования главным образом стационарных машин, в том числе насосов, объемных гидродвигателей, гидроаппаратов, фильтров, аккумуляторов, теплообменников, приборов и сопутствующих элементов. Излагаются основы проектирования и расчета гидросистем, их монтажа и эксплуатации, тенденции развития гидрооборудования мировых лидеров, а также основополагающие отечественные стандарты и стандарты ИСО; приведены характеристики минеральных масел, размеры специальных резьб, путеводитель по Интернету. В 6-м издании (5-е изд. 2008 г.) существенно расширены сведения об импортной гидравлике, в том числе инновационных изделиях, отсутствующих в отечественной номенклатуре. По каждому из компонентов приведены полные технические данные аналогов, выпускаемых зарубежными фирмами, признанными на российском рынке, включая основные параметры, габаритные и присоединительные размеры, расшифровки кодовых обозначений и особенности эксплуатации. Подробно описаны современные насосы и гидродвигатели, аппаратура ввертного монтажа, аппараты связи с электронными системами управления, приборы и др. Особое внимание уделено проблеме энергосбережения. В справочнике отражен современный мировой уровень развития промышленных гидроприводов. Для инженеров-конструкторов, специалистов в области гидроприводов и обслуживающего персонала гидрооборудования стационарных машин и станков, преподавателей и студентов втузов.

Неньютоновское поведение структурированных систем проявляется в изменении вязкости при изменении скорости сдвигового течения. Структурная реологическая модель объясняет явление неньютоновского течения в суспензиях, эмульсиях, мицеллярных растворах, растворах и расплавах полимеров, а также в жидких кристаллах. Полученные реологические уравнения описывают вязкость и силы упругости при стационарном течении, вязкие и упругие характеристики при сдвиговых колебаниях. Структурный подход является альтернативой классической теории вязкоупругости и связывает изменение вязкости с изменением структуры вещества. Коэффициенты полученных уравнений прямо связаны со структурой и физико-химическими свойствами структурированных систем. Рассмотрены практически важные системы: полимеры и композитные материалы, нефть и буровые растворы, тиксотропные красители и кровь. Книга может быть полезной для ученых и специалистов в области физикохимии дисперсных систем, коллоидной химии и физикохимии полимеров, медицины.

В учебнике излагаются основы теории взрыва и горения веществ. Исследуются закономерности, механизм образования и основные факторы разрушающего действия ударных волн. Рассматриваются вопросы, касающиеся условий возбуждения и распространения детонационных процессов. Приводятся основные зависимости гидродинамической теории детонации, результаты численного решения задач, связанных с процессами горения и взрыва. Приведенные в учебнике сведения полезны студентам, изучающим дисциплину «Теория горения и взрыва», направления подготовки 21.05.04 «Горное дело» и 21.05.05 «Физические процессы горного или нефтегазового производства» всех форм обучения.

Учебное пособие содержит основы механики вязкой жидкости. В пособии систематически излагаются физические и математические основы теории движения вязкой жидкости. Приводится вывод основных уравнений механики вязкой жидкости. Подробно рассматриваются вопросы моделирования течения неньютоновских сред. Даются основополагающие сведения о ламинарном и турбулентном течении жидкости. Пособие предназначено для подготовки бакалавров по направлениям: 08.03.01 «Строительство (бакалавриат). Теплогазоснабжение и вентиляция», 08.03.01 «Строительство (бакалавриат). Водоснабжение и водоотведение» всех форм обучения, а также для студентов других специальностей, изучающих основы механики жидкости и реологии.

Учебное пособие составлено на базе материалов по дисциплинам «Техническая физика», «Гидромеханика» и «Гидравлика», реализованных в 2007 – 2018 гг. для студентов инженерных направлений подготовки ЮФУ в г. Таганроге. Пособие содержит информацию о свойствах гидромеханических сред, основных законах гидростатики, кинематических и динамических уравнениях движения для ламинарного и турбулентного режимов, а также моделирование нестационарных гидромеханических течений. В конце каждого тематического раздела имеются теоретические вопросы и практические задания. Предназначено для студентов и аспирантов, обучающихся в Инженерно-технологической академии ЮФУ, а также представляет интерес для преподавателей аналогичных и смежных дисциплин.

Аканэ, Сираиси и Эки учатся в одной школе и дополнительно занимаются в физическом кружке. Аканэ – самая старшая, она староста кружка, Сираиси – самый умный, а Эки – самая непредсказуемая и верит в оккультные науки. Однажды Эки приснился вещий сон, в котором упал самолёт и утонул корабль. И тогда у неё возник вопрос – а почему вообще самолёты летают, а корабли не тонут. Оказалось, что наука, которая может дать ответ на эти и другие вопросы, называется гидродинамикой или механикой текучих сред, и Эки и Аканэ попросили Сираиси рассказать про неё. Вместе с нашими героями мы совершим увлекательное путешествие в мир текучих сред и узнаем много нового и интересного об их свойствах и законах, которым они подчиняются, и которые мы используем в повседневной жизни, даже не догадываясь об этом.

Практикум содержит описание семи занятий, посвященных решению гидродинамических, термодинамических и тепловых задач, в том числе с учетом горения и многофазного характера потока. Практикум предназначен для магистрантов, обучающихся по направлению подготовки 22.04.02 «Металлургия» (профиль «Теплотехника металлургических процессов»), изучающих курсы «Математическое моделирование газодинамики и теплообмена в промышленных печах» и «Гидродинамика и массообмен в многофазных системах металлургии». Практикум будет полезен магистрантам, аспирантам и научным сотрудникам, работающим в области теплофизики металлургического производства, экологии и защиты окружающей среды, которые хотят использовать для решения профессиональных задач современные программно-вычислительные комплексы.

Лабораторный практикум содержит описание шести лабораторных работ, из которых четыре выполняются только на компьютере, одна – на лабораторной установке и еще одна – в любом из этих вариантов. Лабораторный практикум предназначен для студентов, обучающихся в бакалавриате по направлению подготовки 22.03.02 «Металлургия», изучающих курс «Теплотехника». Лабораторный практикум может быть полезен магистрам, аспирантам и инженерам, осуществляющим теплотехнические расчеты.

В учебном пособии приводятся описание основных сооружений гидроэнергетических объектов, их параметры и состав сооружений. Наиболее подробно рассматриваются машинные здания таких объектов как сооружения, в которых устанавливается энергетическое оборудование. Рассматриваются устройства и конструкции гидравлических турбин, гидрогенераторов, обратимых гидромашин, двигателей-генераторов, трансформаторов, устанавливаемых в машинных зданиях этих объектов. Даются краткие сведения по конструкции маслонапорных установок. Изложены основные сведения по теории гидротурбин. Большое внимание уделяется подбору основного гидроэнергетического оборудования на заданные условия. Для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений.

В учебном пособии изложены теоретические вопросы расчетов гидромеханических переходных процессов в водоводах и гидроагрегатах гидроэлектростанций. Представлены аналитические и численные методы расчетов гидравлического удара и временной неравномерности хода агрегатов при сбросах нагрузки ГЭС. Приведена необходимая справочная информация о характеристиках гидротурбин для формирования граничных условий расчетов. Представлены компьютерные программы и примеры расчетов переходных процессов для определения максимальных нагрузок от на облицовку водоводов внутреннего давления воды. Для обучающихся по направлению подготовки 08.05.01 Строительство уникальных зданий и сооружений.

В учебном пособии приведены общая характеристика гидропривода, устройство и функционирование насосов и гидродвигателей, гидроаппаратуры и вспомогательных устройств. Рассмотрены принципы функционирования объемного гидропривода, возможности его регулирования. В приложении дана расчетно-графическая работа «Расчет объемного гидропривода». Издание предназначено для студентов и бакалавров технических факультетов вузов транспортного профиля, обучающихся по направлениям «Эксплуатация транспортно-технологических машин и комплексов», «Кораблестроение, океанотехника и системотехника объектов морской инфраструктуры», «Технологические машины и оборудование», «Строительство» и др.

Приведены указания и рекомендации для выполнения лабораторных работ по курсу «Гидродинамика шахтных потоков» по направлению подготовки 21.05.04 «Горное дело», специальность «Промышленная и экологическая безопасность». При выполнении данных лабораторных работ студенты закрепляют знания основных законов гидравлики, получают навыки решения практических задач в области гидростатики, кинематики и динамики жидкости, а также применения основных законов гидромеханики и гидродинамики для проверочных расчетов трубопроводных сетей различного назначения. Лабораторный практикум предназначен для студентов горных вузов и факультетов, обучающихся по направлению 21.05.04 «Горное дело», специальность «Промышленная и экологическая безопасность».

Пятитомный курс общей физики, созданный И. В. Савельевым на базе лекций, которые он читал в Московском инженерно-физическом институте, знакомит студентов с основными идеями и методами физики. Первый том содержит изложение материала по механике (кинематика, динамика, законы сохранения, гравитация, колебательное движение, гидродинамика). Учебное пособие предназначено для студентов вузов, обучающихся по техническим направлениям и специальностям.

В работе рассматриваются понятия вязкости жидкости и силы внутреннего трения. Дается описание способа определения коэффициента вязкости жидкости методом Стокса. Методические указания рассчитаны на студентов нефизических специальностей очной и заочной форм обучения.