Введение к работе
Актуальность работы. Вода и другие жидкости составляют основу жизнедеятельности человечества и являются неотъемлемой частью большинства современных машин, механизмов, технологий.
Примерами инженерной практики служит задачи двигателестроения, пищевой, медицинской, нефтяной, мелиоративной, градостроительной и других отраслей промышленности и сельского хозяйства.
Центральным элементом большинства технических устройств являются гидравлические системы подачи топлива, масел и иных жидкостей.
Однако сложность экспериментального измерения гидродинамических характеристик этих систем приводит к необходимости построения априорных численных и аналитических оценок различных стадий протекания технологических процессов.
Именно этим вызван повышенный интерес и актуальность комплексного анализа гидродинамических состояний резервуаров с разноуровневыми и разновеликими отверстиями.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей диссертации является исследование методом математического моделирования влияния взаимного іасположения и размеров малых отверстий цилиндра на характер процесса [стечения жидкости из него.
Поставленная задача находит свое разрешение в нахождении решений адач истечения жидкости из цилиндра в зависимости от следующих параметров:
единственного малого отверстия на дне тонкостенного цилиндра;
системы малых отверстий на дне тонкостенного цилиндра;
совокупности малых разновеликих и разноуровневых отверстий на дне и боковой поверхности цилиндра.
Научная новизна работы состоит в том, что на основе единой математической модели найдены новые классы точных аналитических решений различных задач истечения жидкости.
Исследовано влияние геометрических параметров малых данных отверстий на основные гидродинамические характеристики процесса истечения. Установлена степень взаимного влияния на процесс истечения жидкости малых донных и боковых разновеликих и разноуровневых отверстий цилиндрического резервуара.
На основании полученных результатов автор выносит на защиту следующие основные положения:
обобщенную математическую модель процесса истечения жидкости из цилиндрического резервуара через систему разновеликих и разноуровневых отверстий;
алгоритм вычисления уровня жидкости, скорости истечения и массопереноса жидкости при ее истечении из цилиндра через отверстия;
результаты анализа гидродинамических характеристик процесса
истечения жидкости из цилиндрического резервуара с заданным распределением параметров отверстий.
Практическая ценность работы. Исследованная в диссертации математическая модель процесса истечения жидкости из цилиндрического резервуара через систему разновеликих и разноуровневых отверстий и полученные при этом результаты могут быть использованы при решении широкого круга прикладных и фундаментальных проблем, а также в учебном процессе высших и средних специальных учебных заведений.
Указанные результаты служат основой для получения эффективной априорной информации, о распределении гидродинамических характеристик исследуемого процесса истечения жидкости.
Последнее позволяет, зная законы движения уровня жидкости, скорости истечения массопереноса выбирать технологические режимы, повышающие надежность, безопасность, долговечность и экономическую эффективность машин и механизмов.
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Всероссийских и международных научно-технических конференциях, «Юность. Наука, Культура» (г. Обнинск, 2009-2011 г.г.), «Гагаринские чтения» (г. Москва, 2009-2011 г.г.), «Актуальные задачи математического моделирования и информационных технологий» (г. Сочи, 2010 г.), «Симпозиум по прикладной и промышленной математике» (г. Сочи, 2011 г.), «Инженерные системы» (г. Москва, 2009 г., 2010 г.), «Современные методы и проблемы теории операторов, гармонического анализа и их приложения» (г. Ростов-на-Дону, 2012 г.), «Математические методы в технике и технологиях» (г. Саратов, 2012 г.).
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 7 печатных работ, в том числе 2 статьи в рецензируемых журналах.
Объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, приложения. Общий объем диссертации составляет 134 страницы машинописного текста (основное содержание 103 страниц), 22 рисунка, 12 таблиц. Список литературы включает 138 наименований российских и зарубежных ученых.
