Актуальность исследования. Такие технологические процессы, как гидромеханические, теплообменные и массообменные, а так же процессы с химическими превращениями, связаны с использованием жидкостей, газов или паров. Это касается таких отраслей промышленности, как химическая и нефтехимическая отрасли, включая добычу, транспортировку и переработку нефти и газа.
Поскольку жидкость (и газ) рассматриваются как непрерывные и неделимые физические тела, то гидравлику часто рассматривают как один из разделов механики, так называемых сплошных сред, к каковым принято относить и особое физическое тело – жидкость. По этой причине гидравлику часто называют механикой жидкости или гидромеханикой; предметом её исследований являются основные законы равновесия и движения жидкостей и газов.
Объект изучения в гидравлике – жидкость – физическое тело, молекулы которого слабо связаны между собой. Поэтому при воздействии даже незначительной силы жидкость изменяет свою форму. Жидкость занимает промежуточное место между твердым телом и газом.
Если нужны ответы на билеты на заказ в Воронеже , специалисты Work5 помогут.
. Она способна сохранять свой объем и этим сходна с твердым телом, но не способна самостоятельно сохранять свою форму, что сближает ее с газом. Все жидкости при изменении давления и температуры изменяют свой объем. Жидкости сжимаются незначительно; например, при повышении давления от 0,1 до 10 МПа объем воды уменьшается лишь на 0,5 %. Поэтому чаще всего в гидравлических расчетах жидкости считаются несжимаемыми. Однако при рассмотрении отдельных вопросов, например гидравлического удара, сжимаемость жидкости следует учитывать. С увеличением температуры жидкости расширяются; например, при повышении температуры воды с 4 до 100°С ее объем увеличивается приблизительно на 4 % . Широкое использование в практической деятельности человека различных гидравлических машин и механизмов ставят гидравлику в число важнейших дисциплин, обеспечивающих научно-технический прогресс.
Большой практический интерес к изучению механики жидкости вызван рядом объективных факторов. Во-первых, наличие в природе значительных запасов жидкостей, которые легко доступны человеку. Во-вторых, жидкие тела обладают рядом полезных свойств, делающих их удобными рабочими агентами в практической деятельности человека. Немаловажным следует считать и тот фактор, что большинство жизненно важных химических реакций обмена протекают в жидкой фазе (чаще всего в водных растворах). Таким образом, исходя из вышеперечисленного, заключен вывод, что тема данного исследования является актуальной.
Гипотеза исследования возможность применения для расчетов воздействия жидкости на стенки труб с использованием математической модель. Математическое моделирование должно максимально упростить расчеты при проектировании трубопроводов и конструкций в которых находятся жидкости.
Степень разработанности темы исследования. Освещенность темы исследования в научной литературе представлена довольно широко, но учитывая научный прогресс и появление программных сред облегчающих расчеты. Данная тема исследования является в стадии совершенствования и требует изучения.
Научная новизна заключается в том что, существующие методы расчета в области гидравлики и сопротивления материалов, устаревают и требуют нового подход. Что и рассматривается в данной работе.
Объектом исследования в данной работе является гидравлика, гидромеханика. Рассматриваются процессы связанные с взаимодействием жидкостей находящихся внутри полых тел (труб).
Предметом исследования в данной работе является проблема разработки математических моделей для расчета деформации, в результате воздействия жидкости на стенки труб.
Цель данной работы заключается в разработке двух математических моделей для расчета степени воздействия жидкости на стенки труб в которых она находится.
Исходя из выше перечисленного, поставлены следующие задачи исследования:
- исследовать процессы влияния жидкости на полые тела, в которых она находится (трубы);
- исследовать силу оказываемую жидкостью находящейся в трубе, на степень ее прогиба, деформации;
- проанализировать методику математического моделирования, и на основе данной методологии разработать математическую модель воздействия жидкости на стеки вертикальной трубы;
- разработать математическую модель для расчета величины деформации трубы, с учетом силы оказываемой на нее жидкостью, протекающей внутри трубы.
Методы использовавшиеся для исследования в данной работе, основаны на исследовании, анализе, синтезе, обобщении, математическом моделировании.
Значимость работы. Теоретическая значимость данной работы заключается в возможности применения результатов исследования для других исследований и математических расчетов.
Практическая значимость исследования заключается, в возможности применения разработанных математических моделей при проектировании систем включающих в себя трубопроводы с протекающей в них жидкостью.
Выпускная квалификационная работа состоит, из введения, трех основных взаимосвязанных глав, заключения, списка использованных источников.
42 страниц
73% уникальность
2021 год
49 просмотров
