Введение
Глава 1. Математические модели нестационарных течения сжимаемой жидкости в пневмогидравлических системах 12
1.1. Роль возмущений давления в аварийности пневмогидравлических систем 12
1.2. Особенности моделирования торможения сжимаемой жидкости 16
1.3. Математические модели однонаправленного неустановившегося течения невязкой сжимаемой жидкости 22
1.3.1. Линейные модели 22
1.3.2. Нелинейные модели одномерного неустановившегося течения невязкой сжимаемой жидкости 24
1.3.3. Применение группового анализа при моделировании течений невязкой сжимаемой жидкости 31
1.4. Возможные краевые условия 33
1.5. Экспериментальные исследования гидравлических ударов 38
1.6. Цели и задачи исследования 42
Глава 2. Математическое моделирование торможения невязкой сжимаемой жидкости в трубопроводе на базе аналитических решений 44
2.1. Уравнения однонаправленного движения сжимаемой жид кости в трубопроводе с учётом массовых сил 44
2.1.1. Течение при торможении сжимаемой жидкости в трубопроводе 44
2.1.2. Преобразование и свойства используемой системы уравнений 45
2.2. Краевые условия 47
2.3. Аналитические решения уравнений однонаправленного движения невязкой сжимаемой жидкости 49
2.3.1. Аналитические решения, описывающие первичную волну давления 49
2.3.2. Определение констант в частных решениях уравнения для первичной волны давления 55
2.3.3. Обобщённые решения уравнения для первичной волны давления 57
2.4. Граничное условие в концевом сечении трубопровода 60
2.5. Результаты расчётов для модели бесконечно протяжённого трубопровода 64
2.5.1. Результаты расчётов торможения газообразной сжимаемой жидкости 64
2.5.2. Результаты расчётов торможения капельной сжимаемой жидкости в бесконечном трубопроводе 70
2.6. Выводы по второй главе 77
Глава 3. Математическое моделирование торможения невязкой сжимаемой жидкости в трубопроводе с использованием численных методов 78
3.1. Моделирование распространения первичной волны давления в трубопроводе конечно-разностными методами 78
3.2. Моделирование нестационарного течения невязкой сжимаемой жидкости с учётом отражённых волн сеточно-характеристическим методом 85
3.3. Тестирование численных методов при помощи точных решений системы Эйлера 90
3.3.1. Тестирование явных конечно-разностных схем 90
3.3.2. Тестирование неявных конечно-разностных схем 93
3.4. Результаты расчётов процесса торможения невязкой сжимаемой жидкости в системе «источник жидкости — трубо провод — клапан» 99
3.5. Временные характеристики перекрытия трубопровода, удовлетворяющие ограничениям на время перекрытия и приращение давления 103
3.6. Выводы по третьей главе 114
Глава 4. Экспериментальное исследование переходного процесса при торможении потока в системе «ёмкость—трубопровод-клапан» 115
4.1. Цель экспериментов. Состав и описание материальной части 115
4.2. Варианты установок для испытаний клапанов 117
4.3. Системы управления стендом и регистрации параметров 121
4.4. Результаты экспериментов 122
4.5. Сравнение результатов моделирования и экспериментов . 125
4.6. Выводы по четвёртой главе 131
Основные выводы и результаты исследования 132
Список литературы 134
Приложение
