ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Естественные науки”. 2012
19
ла двухслойной жидкости. Предложены теоретические модели, опи-
сывающие наблюдаемые в эксперименте явления. Установлены но-
вые и малоизученные эффекты в поверхностных и внутренних вол-
нах Фарадея: механизмы разрушения поверхностных и внутренних
волн, наличие медленных вторичных стационарных течений в колеб-
лющейся жидкости, эффект критической глубины для поверхностных
волн, эффект срыва параметрических колебаний жидкости.
При исследовании гидравлического удара — процесса резкого
изменения давления в жидкости, вызванного изменением скорости ее
течения в трубопроводе при быстром перекрытии потока, — описа-
ние одномерного движения идеальной сжимаемой жидкости в пря-
мой трубе с учетом упругости стенок было получено Н.Е. Жуковским
с использованием общих теорем динамики в виде
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
(
)
2
,
,
,
1
,
,
,
,
.
p x t
v x t
v x t
v
x
t
x
v x t
p x t
p x t
a
v
x
t
x
ρ
ρ
∂
∂
∂
=
+
∂
∂
∂
∂
∂
∂
=
+
∂
∂
∂
(1)
Здесь
, ,
p v
ρ
—
давление, скорость и плотность жидкости;
x
,
t
—
продольная координата трубопровода и время соответственно. Ско-
рость распространения волны гидроудара
м
1 ,
2
a
r
k eE
ρ
ρ
=
+
(2)
где
,
k
ρ
—
сжимаемость жидкости;
м
E
—
модуль Юнга материала
трубопровода;
r
,
e
—
радиус и толщина стенки трубопровода соот-
ветственно.
Максимальное изменение давления при гидроударе
0
,
p v a
Δ =
ρ
(3)
где
0
v
—
скорость установившегося движения потока.
Проведенные расчеты были с блеском подтверждены в ходе зна-
менитых натурных испытаний на Московской водокачке.
Задача о расчете гидроудара, связанная с общей задачей прочност-
ного и динамического расчета гидросистем различного назначения, не
утрачивает своей актуальности до сих пор. Разрабатываются новые
модели этого явления и эффективные методы численных расчетов
волновых процессов в разветвленных гидравлических системах. Вы-
являются и анализируются важные особенности динамических про-
цессов, наряду с методами и способами борьбы с гидроударом и его
использованием в технике. Ввиду особой важности влияния гидроуда-
ра на функционирование топливных систем жидкостных ракет эти во-
просы рассмотрены в работе [26]. Рассмотрен случай, когда после сра-