Беспалько С. В., Богачев В. И. Исследования о распространении изменения давления жидкого груза в котле железнодорожной цистерны при гидроударе: текстовая версия

Под гидроударом принято понимать явление резкого изменения давления в жид кости, вызванное быстрым изменением скорости её течения в напорном трубо проводе [1]. Впервые это явление ма тематически описал русский ученый H. E. Жуковский [2], который рассмотрел процесс распространения волн повы шенного давления и получил формулу давления при гидроударе. Явление гидроудара исследовалось применительно ко многим областям техники.

Так, в работе [3] приведены резуль таты экспериментальных исследова ний гидравлического удара в напорных водоводах насосных станций систем водоснабжения. Подробно рассмотрен случай гидравлического удара, сопро вождающегося разрывом сплошности потока. В книге [3] также даны аналити ческие решения задачи гидравлическо го удара вязкой сплошной жидкости с квадратичным законом сопротивления. Вопросам защиты напорных трубопро водов водоотведения от гидроударов посвящена статья [4]. Методы приме нения теории гидравлического удара к расчету трубопроводов гидротурбин ных установок приведены в [5]. Полез ные свойства явления гидравлического удара реализованы в работе гидравли ческого тарана. Таран использует энер гию падающей воды без превращения ее в другой вид энергии и заменяет одновременно двигатель и насос. Тео рия гидравлического тарана и методи ка расчета и проектирования таранных установок изложены в [6]. Авторы работы [7] для моделиро вания колебаний жидкого груза в ре зервуаре автоцистерны использовали механический аналог жидкости, пара метры которого вычисляются с учетом возможного появления гидроудара для исследования переходных режимов движения транспортного средства. Теоретические основы упрощен ного расчета гидравлического удара в железнодорожной цистерне представ лены в работе [8]. Авторы считают, что давлению гидроудара соответствует квазистатическое состояние жидкости, предшествующее процессу ее плеска ния. Поэтому теоретической основой упрощенного расчета давления гидро удара в цистерне может служить диф ференциальное уравнение равновесия жидкости на случай ее укоренного пере носного движения. О. А. Шимановский рассмотрел процесс распространения волн дроудара для полностью загруженной цилиндрической емкости цистерны с использованием одномерной модели течения с учетом акустического при ближения. Им получен закон измене ния давления жидкости в цистерне, которое существенно зависит от зако на изменения скорости транспортного средства [9].