Влияние вибрации на движение деформируемых включений в жидкости
Леонов Г. А. Хаотическая динамика и классическая теория устойчивости движения. — СПб., Изд-во Ин-та компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2006, 168 с. ГранатН.Л. Движение твердого тела в пульсирующем потоке вязкой несжимаемой жидкости — Дисс. на соиск: учён. степ. канд. физ.-мат. наук. Л., 1962, 144 с. (Л. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева). Островский Г. М., БрисовскийИ… Читать ещё >
Влияние вибрации на движение деформируемых включений в жидкости (реферат, курсовая, диплом, контрольная)
Содержание
- Заключение
В заключении перечислим основные результаты диссертации а) Получены относительно простые формулы для скорости установившегося движения твердой и деформируемой частицы (пузырька воздуха) в вязкой несжимаемой жидкости в различных условиях возбуждения вибрации частицы и жидкости. б) Показано, что скорость установившегося движения частицы в случае, когда сопротивление носит нелинейный характер, что имеет место при турбулентном обтекании, уменьшается вследствие пульсаций жидкости. Это уменьшение может быть особенно значительным для деформируемой частицы, например, пузырька воздуха, при наличии резонансных эффектов, то есть близости частоты вибрации к частоте свободных колебаний частицы. в) Теоретически исследован и экспериментально подтвержден эффект погружения свободного и несущего твердые частицы («оснащенного») пузырька воздуха в однородно колеблющуюся несжимаемую вязкую жидкость. Получены условия, при которых этот эффект имеет место. Погружение пузырька в этом случае происходит за счет его сжимаемости под действием быстропеременного давления, возникающего при колебаниях и пропорционального массе выше расположенного столба жидкости. г) Найдено приближенное выражение для средней скорости погружения или всплывания пузырька в несжимаемой вязкой жидкости, существенно зависящее от глубины его погружения и от параметров вибрации. д) Установлено, что эффект погружения пузырьков в однородно колеблющейся вязкой жидкости существенно зависит от двух безразмерных параметров: характерного параметра перегрузки и отношения амплитуды внешнего воздействия к радиусу пузырька. Эти параметры характеризуют степень сжимаемости пузырька в процессе движения. е) Рассмотрено движение пузырька воздуха в колеблющемся сосуде с вязкой жидкостью при совместном учете сжимаемостей пузырька и газонасыщенного слоя, образующегося вследствие турбулизации жидкости вблизи ее свободной поверхности. Получено нелинейное дифференциальное уравнение, описывающее движение пузырька относительно сосуда в этом случае. ж) Найдены условия, при которых пузырек будет погружаться в насыщенном газом слое вязкой жидкости. Получено выражение для критической толщины этого слоя, при превышении которой он начинает распространяться вглубь сосуда, т. е. условие вибрационной неустойчивости раздельного состояния системы газ-жидкость. з) Получено приближенное выражение для средней скорости движения пузырька в газонасыщенном слое вязкой жидкости, существенно зависящее от глубины его погружения и от параметров вибрации, а также выражение для средней скорости распространения этого слоя вглубь сосуда. и) Показано, что вибрационная сила, действующая на пузырек в колеблющейся газонасыщенной жидкости, имеет две составляющие, первая из которых обусловлена сжимаемостью пузырька, а вторая — сжимаемостью окружающей его среды.
1. Блехман И. И.: Вибрационная механика. Наука, Москва, 1994.
2. Блехман И. И.: Что может вибрация? Наука, Москва, 1988.
3. Богданов О. С., Справочник по обогащению руд. 2-е изд. перераб. и доп., М.: Недра, 1982.
4. Островский Г. М. Прикладная механика неоднородных сред. СПб., Наука, 2000, 359 с.
5. Кизевальтер Б. В., Теоретические основы гравитационных процессов обогащения, М.: Недра, 1979.
6. Ганиев Р. Ф., Украинский JI.E.: Нелинейная волновая механика и технологии. Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», Москва, 712 стр., 2008.
7. Использование волновых эффектов для интенсификации химических и фазовых превращений в многофазных системах / С. А. Любартович, О. Б. Третьяков, Р. Ф. Ганиев и др. // Теоретические основы химич. технол., 1988, т. 22, № 4, с. 560−564.
8. Нигматулин Р. И. Динамика многофазных сред.-М., Наука, 1987, т. 2, 359 с.
9. Богданович A.M.: Теоретические основы и методы повышения эффективности разделения при гравитационном обогащении руд. Дисс. на соиск. ученой степ, д.т.н., ЗАО «Механобр инжиниринг», Санкт-Петербург, 2002.
10. Ю. Челомей В. Н. Парадоксы в механике, вызываемые вибрациями // Докл. АН СССР, 1983, том 270, № 1, с. 62−67.11 .Рэлей. Теория звука. М.: Гостехиздат, 1955, т. 2, 475 с.
11. King L.V. On the Acoustic Radiation Pressure on Spheres // Proc. Roy. Soc., 1934, v. A 147, № 861, pp. 212−240.
12. Yosioka K., KawasimaY. Acoustic radiation pressure on a compressible sphere // Acustica, 1955, v. 5, № 3, pp. 167−173.
13. Bleich H.H. Effect of vibrations on the motion of small gas bubbles in a liquid // Jet propulsion, 1956, v 26, № 11, pp. 958−963.
14. ДухинС.С. Теория дрейфа аэрозольной частицы в стоячей волне // Коллоидный журнал, 1960, т. XXII, № 1, с. 128−130.
15. Гранат Н. Л. Движение твёрдого тела в пульсирующем потоке вязкой жидкости. Изв. AIT СССР, ОТН, Механика и машиностроение, 1960, № 1, с. 70−78.
16. ГранатН.Л. Движение твердого тела в пульсирующем потоке вязкой несжимаемой жидкости — Дисс. на соиск: учён. степ. канд. физ.-мат. наук. Л., 1962, 144 с. (Л. ВНИИГ им. Б.Е. Веденеева).
17. Бэтчелор Г. К. Волны сжатия в суспензии газовых пузырьков в жидкости//Механика, 1968, № 3, с. 65−84.
18. Апштейн Э. З., Григорян С. С., Якимов Ю. Л. Об устойчивости роя пузырьков воздуха в колеблющейся жидкости // Изв. АН СССР, Механика жидкости и газа, 1969, № 3, с. 100−104.
19. Членов В. А., Михайлов Н. В. Виброкипящий слой. М., Наука, 1972, 344 с.
20. Ганиев Р. Ф., Украинский Л. Е. Динамика частиц при воздействии вибраций. Киев, Наукова думка, 1975, 168 с.
21. ГаниевР.Ф., ЛакизаВ.Д., Цапенко A.C. О явлениях вибрационного, перемешивания и образования периодических структур в условиях, близких к невесомости // Механика твёрдого тела, 1977, № 2, с. 56−59.
22. Ганиев Р. Ф., Лапчинский В. Ф. Проблемы механики в космической технологии (Управляемые вибрационные процессы в невесомости). — М., Машиностроение, 1978, 120 с.
23. Колебательные явления в многофазных системах и их использование в технологии / Под ред. Р. Ф. Ганиева. Киев, Техника, 1980, 142 с.
24. Гегузин Я. Е. Пузыри. Библиотечка «Квант». -М., Наука, 1985, вып. 46, 176 с.
25. Кубенко В. Д., ЛакизаВ.Д., Павловский B.C., ПелыхН.А. Динамика упругогазожидкостных систем при вибрационных воздействиях. -Киев, Наук. Думка, 1988, 256 с.
26. Kremer E.B. Control of gas content in bubble media by vibration. IUTAM Symposium «The Active Control of Vibration», 5−8 Sept. 1994. — London, МЕР, pp. 197−201.
27. Татевосян P.A. Исследование закономерностей вибротурбулизации системы вода-воздух // Теоретические основы химич. технол., 1977, т. 11, № 1, с. 153−155.
28. Островский Г. М., АбиевР.Ш. Пульсационная резонансная аппаратура для процессов в жидкофазных системах // Химическая промышленность, 1998, № 8, с. 10−20.
29. АбиевР.Ш. Резонансная аппаратура для процессов в жидкофазных системах. Дисс. на соиск. учён. степ. докт. техн. наук. — СПб., 2000, 366 с. (СПб. Технологии. ин-т-ТУ).
30. Блехман И. И. О двух резонансных эффектах при воздействии высокочастотной вибрации на нелинейные системы // Химическая промышленность, 2004, т. LXXXI, № 7, с. 329−331.
31. Островский Г. М., БрисовскийИ. Перспективы применения резонансных пульсационных воздействий в процессах и аппаратах // Химическая промышленность, 2004, т. LXXXI, № 7, с. 332−351.
32. Blekhman I.I. Vibrational Mechanics: A General Approach to Solving Nonlinear Problems. In «Mechanical Vibration: Where do we stand?» pp. 189−247. — Springer, Wien-New York, 2006.
33. Блехман И. И., Вайсберг JI.A., Лавров Б. П., Васильков В. Б., Якимова К. С. Универсальный вибрационный стенд: опыт использования в исследованиях, некоторые результаты // Научно-технические ведомости СПбГТУ. СПб., 2003, № 3, с. 224−227.
34. Леонов Г. А. Хаотическая динамика и классическая теория устойчивости движения. — СПб., Изд-во Ин-та компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2006, 168 с.
35. Леменовский Д. А., БрусоваГ.П., Тимофеев В. В., Юрин С. А., Баграташвили В. Н., Попов В. К. Вторая молодость известного явления. Природа, 2006, № 6, с. 42−48.
36. Пальмов В А. Описание высокочастотной вибрации сложных динамических систем методами теории теплопроводностиВ кн.: Избранные проблемы прикладной механики: Сборник, посвященный 60-летию акад. В. Н. Челомея. -М., ВИНИТИ, 1974, с. 214−221.
37. Беляев А. К., ПальмовВ.А. Теория вибропроводности. Вопросы динамики и прочности. — Рига, Зинатне, 1980, вып. 36, с. 93−102.
38. Блехман Л. И., Кизевальтер Б. В. Распределение скоростей потока на деках вибрационных аппаратов для гравитационного обогащения. — Обогащение руд, 1981, № 4, с. 21−24.
39. Houghton G.: The behavior of particles in a sinusoidal velocity field. Proceedings of the Royal society of London, series A, Vol. 272, 3, 33−43, 1962.
40. Hassan S., Kawaji M.: The effects of vibrations on particle motion in a viscous fluid cell. Journal of Applied mechanics, Vol. 75, 31 012. 1−7, 2008.
41. Gerasimov S.A.: On symmetry of vibrational floating. Journal of Sound and Vibration, Vol. 263, 700−704, 2003.
42. Morfey C.L., Tan M.: Unsteady drag on a cylinder due to transverse oscillation at finite amplitude. Journal of Sound and Vibration, Vol. 246, 705−721,2001.
43. Riley H.: Steady streaming. Ann. Rev. FluidMech., Vol. 33, 43−65, 2001.
44. Thomsen J.J.: Some general effects of strong high-frequency excitation: stiffening, biasing and smoothening. Journal of Sound and Vibration, Vol. 253, 807−831,2003.
45. Vladimirov V.A.: On vibrodynamics of pendulum and submerged solid. Journal of Mathematical Fluid Mechanics, 7, S397-S412, 2005.
46. Crum L.A., Eller A.I.: Motion of bubbles in a stationary sound field. The Journal of the Acoustical Society of America, Vol. 48, N 1(2), 181−189, 1970.
47. БлехманИ.И.: О движении частиц в полях стоячих и медленно бегущих волн. Вопросы математической физики и прикладной математики. СПб.: Физико-технический ин-т им. А. Ф. Иоффе, 241—248, 2007.
48. Блехман И. И., Блехман Л. И., Вайсберг JI.A., Васильков В. Б., Якимова КС. «Аномальные» явления в жидкости при действии вибрации. Доклады Российской Академии наук, 2008, т. 422, № 4, с. 470−474.
49. Buchanan R. H., Jameson G.J.: Cycling migration of bubbles in vertically vibrating liquid columns. Ind. Eng. Chem. Fundamen., 1(2), 82−86, 1962.
50. Баландин O.A. Основы теории разделения минеральных смесей в волновых полях. Дисс.. доктора, техн. наук. Иркутск: Иркутск, технич. университет, 1994.
51. Капица П. Л. Динамическая устойчивость маятника при колеблющейся точке подвеса // Журнал экспериментальной и теоретической физики, 1951, т. 21, № 5, с. 558−597.
52. Ландау Л. Д., Лившиц Е. М. Механика сплошных сред. М., Гостехиздат, 1954, 712 с.
53. Мяло Е. В. Динамика упругого стержня со свободно скользящим кольцом при параметрическом возбуждении. Дисс.. канд. техн. наук. М.: Ин-т пробл. машиноведения РАН, 2008.
54. Blekhman I.I., Dresig Н., Shishkina Е. On the Theory of the Indian Magic Rope. Chapter 8 (pp. 139−149) // Selected Topics in Vibrational Mechanics. (Edited by I.I. Blekhman). — Singapore, World Scientific, 2004, p. 415.
55. Блехман И. И., Вайсберг Л. А., Блехман Л. И., Васильков В. Б., Якимова К. С. О некоторых «аномальных» эффектах поведения сыпучей среды в сообщающихся сосудах. Обогащение руд, 2007, № 5, с. 35−39.
56. М. А. Ильгамов, Введение в нелинейную гидроупругость, М.: Наука, 1991.
57. А. С. Вольмир, Оболочки в потоке жидкости и газа. Задачи гидроупругости, М.: Наука, 1979.
58. Э. И. Григолюк, А. Г. Горшков, Нестационарная гидроупругость оболочек, Л.: Судостроение, 1974.
59. Lamb Н., Hydrodynamics. Cambridge: Cambridge University Press, 1932.
60. Лойцянский Л. Г., Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973.
61. Prandtl L., Fuhrer durch die Stromungslehre. Berlin: Gottingen, 1944.
62. Бэтчелор Дж.
Введение
в динамику жидкости. М.: Мир, 1973.
63. С. С. Григорян, О динамике твердого тела, движущегося в сплошной среде, труды математического института им. В. А. Стеклова, 1998, т. 223, с. 38−42.
64. Любимов Д. В., Любимова Т. П., Черепанов А. А., Динамика поверхностей раздела в вибрационных полях, М.: Физматлит, 2003.
65. А. Г. Петров, Аналитическая гидродинамика, М.: Физматлит, 2009.
66. Г. Шлихтинг, Теория пограничного слоя. М.: Наука, 1969.
67. Л. Г. Лойцянский, Ламинарный пограничный слой, Физматгиз, 1962.
68. L. Rosenhead, Laminar boundary layers, Oxford: Clarendon Press, 1963.
69. Prandtl L., Uber Flussigkeits bewegung bei sehr kleiner Reibung. Verhand: Heidelberg, 1904.
70. Rayleigh G., On the motion of solid bodies through a viscous fluid, Philosophical Magazine (6), 21, 697, 1911.
71. Rayleigh G., On the question of the stability of the flow of fluids, Philosophical Magazine (5), 34, 59, 1892.
72. Б. А. Луговцов, В. Л. Сенницкий, О движении тела в вибрирующей жидкости, Доклады Академии наук СССР, 1986, т. 289, № 2, с. 314— 317.
73. Fidlin A., Nonlinear Oscillations in Mechanical Engineering. Springer, Berlin Heidelberg, 2005.
74. Thomsen J.J., Vibrations and Stability: Advanced Theory, Analysis and Tools. Springer, Berlin Heidelberg, 2003.
75. Боголюбов H.H., Митропольский Ю. А., Асимптотические методы в теории нелинейных колебаний. М.: Наука, 1974.
76. Nayfeh АН Н., Nonlinear Interactions: Analytical, Computational, and Experimental Methods. Wiley-Interscience, NY, 2000.
77. I.I. Blekhman, Selected Topics in Vibrational Mechanics. World Scientific, Singapore at al., 2004.
78. Капица П. Л., Маятник с вибрирующим подвесом. Успехи физ. наук, т. 44, вып. 1, 1954.
79. Федотовский B.C. Обобщенная проводимость и колебательно-волновые процессы в гетерогенных средах // Труды четвертой Российской национальной конференции по теплообмену (РНКТ-4), 23−27 октября 2006 года, Москва, стр. 112−117.
80. Федотовский B.C., Верещагина Т. Н. Резонанс деформационно-поступательных колебаний пузырьков в жидкости при виброакустических воздействиях // XXI Всероссийская конференция «Аналитические методы в газовой динамике» (САМГАД-2006). -С.Петербург, 2006.
81. Lamb Н.: Dynamical Theory of Sound. Cambridge University Press, Cambridge, 1924.
82. Ландау Л. Д., Лифшиц Е. М.: Гидродинамика. Наука, Москва, 1988.
83. Краснов Г. Д.: Обоснование метода вибрационной интенсификации обогащения в структурированных тяжелых суспензиях. В сборн. «Интенсификация переработки минерального сырья «. Наука, Москва, 1975.
84. Корнфельд М.: Упругость и прочность жидкости. Гос. изд. тех.-теор. лит., Москва, 1951.
85. Лойцянский Л. Г.: Свободные и вынужденные колебания при наличии квадратичного и промежуточного между линейным и квадратичным законов сопротивления. Инженерный сборник, т. 18, стр. 139−148, 1954.
86. Sorokin V.S. Dynamic properties of nonlinear system with oscillating pendulum // Proceedings of the XXXVII Summer School-Conference «Advanced Problems in Mechanics-2009», 30 June 5 July, 2009, St.-Petersburg (Repino), P. 626−632, Russia.
87. Blekhman I.I., Sorokin V.S. On the separation of fast and slow motions in mechanical systems with high-frequency modulation of the dissipation coefficient // Journal of Sound and Vibration, Vol. 329, Issue 23, pp. 49 364 949, 2010.
88. Блехман И. И., Сорокин B.C. Движение частицы и пузырька газа в колеблющейся жидкости // Обогащение руд, 2007, № 3, с.20−23.
89. Sorokin V.S. Motion of a deformable particle in an oscillating medium: continuous model // Proceedings of the XXXVI Summer School-Conference «Advanced Problems in Mechanics», 6−10 July, 2008, St.-Petersburg (Repino), P. 621−628, Russia.
90. Sorokin V.S., Blekhman I.I., Thomsen J.J. Motions of elastic solids in fluids under vibration // Nonlinear Dynamics, Vol. 60, N 4, pp. 639−650, 2010.
91. Sorokin V.S., Blekhman I.I., V.B.Vasilkov, Motion of an elastic body in fluid under vibration // Proceedings of the XXXVIII Summer School-Conference «Advanced Problems in Mechanics-2010», 1 5 July, 2010, St.-Petersburg (Repino), P. 665−674, Russia.
92. Блехман И. И., Васильков В. Б., Сорокин B.C., Движение пузырька газа в колеблющейся жидкости // Обогащение руд, 2010, № 4, с. 13−20.
93. Sorokin V.S., Blekhman I.I., Vasilkov V.B. Motion of a gas bubble in fluid under vibration // Nonlinear Dynamics, DOI 10.1007/s 11 071−119 966−9, 2011.
94. Блехман И. И., Блехман JI.И., Васильков В. Б., Сорокин B.C., Якимова К. С. Движение пузырька газа в колеблющейся газонасыщенной жидкости // Обогащение руд, 2011, в печати.