Меркулов В.И. - Гидродинамика знакомая и незнакомая

ББК 22.253.3 Ъ$52 УДК 532.5,О13 (023) Предисловие 1Ф603040100 — 4И 3 053(02)-39 $ВВГЧ-5-02-013809-6 М е р к у л о в В. И. Гидродинамика знакомая н незнакомая.— 2-е изд,, перераб. и дал.— М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат лит., 1939.— '136 с- — 1$31ч' 5-02-013809-6. В популярной форме излагаются основные законы гндрадинамики — науки о движении жидкости и газа. Среди абьектов этой науки самолеты и корабли, птицы и дельфины, кровеносные сосуды и нефтепроводы. Изложение иллюстрируется многочисленными примерами, взятыми из окружающен жизни.

Для многих читателей особый интерес может представить описание неиспользованных возможностей гидрадинамики, новых технических решений и применений. К ним относятся и лыжи с воздушной смазкой„и вентиляция воздушного бассейна города, и катамаран без волнового сопротивления, и новый вид сырта — бег по «тонкому льдуь. Предыдущее, первое издание книги вышло в свет в 1976 г. в издательстве «Техннкаь (Киев) под названием «Популярная гндродинамикаь и была в 1977 г.

отмечено Дипломом второй степени на Всесоюзном конкурсе научна-популярной литературы. В 1930 г. книга была переведена в Японии на японский язык. Взрослый читатель, прочитав книгу„расширит свой кругозор, юному книга помажет выбрать профессию. Она полезна и интересна специалистам смежных отраслей науки. Табл. 1. Ил.

71. Библногр. 19 назв, рецензент доктор физико-математических наук А. Г. Куликовский Гидростатика Основное уравнение гидрастатикн Закан Паскаля. Поверхностное натяжение. Гидростатика в невесомости. Равновесие кораблей. Аэро- статика. Корабль пустыни Аэростатнчеекнй транспорт газа, Вертастат, Воздушная подушка Как передвинуть холодильнику Лыжи скользят но воздуху. Экономичные аппараты на ваэдушиой подушке Аэросани и самолетные шасси с воздушной смазкой. Пачз;му буксует колесИ Азроупругасть Стрела попадает в цель.' Флаттер. Статическая н динамическая жест- ность конструкций. Демпфирование упругих колебаний.

Человек идет по воде Тихие аплодисменты под водой Присоединенная масса. Па ваде можно бежать. Бег по тонкому льду, Переправа без моста. «Секретью плавания кальмара. Динамические эффекты в жидкости н газе Закон сохранения энергии. Вода вытекает'нз сосуда. Кипит холодная иода. Измерение скорости потока. Столкновение кораблей, Шарик висит в воздухе. Эффект взагнуса.

Парус Флеттнера. Летающий автама= биль. Метеор сгорает и воздухе. Смерч-торнадо. Вязкая жидкость Не помажешь — не наедешь. Гндрадинамическае сот1ротивление. Парадокс Даламбера. Неныатанавскне жидкости. Гндродииамические машины Воздушный винт, Гребной винт. Гидротурбина. Гидратрансформатор. Гидравлический 'удар, Пульсирующий водомет. Генератор воздушных вихрей, Волна смывает город Зарождение волны, Волна бежит, вада остается. Сложение волн, Волны чувствуют дно моря. Цунами. Волны в топливном отсеке ракеты. Корабль на подводных крыльях.

Как использовать волну. 1ОО 1О8 ПИ" ДИСЛОВИЕ Перспективы пидромеханики Список рекомендуемой литературы 135 Гидродинамика животных Чемпионы подводно>о плавания. Природпые движители. Машущее крыло. Секреты большой скорости. Полет в живой природе 11ланиру>ощий полет Парящий полет. Машу>ций полет. Магнитная гидродинамика Магнитогидродинамическнй насос. МГД-движитель.

Вести гелю>ая плавка. Вестигельная зшгная плавка. МГД-генератор. Атомные МГД- генераторы. Джинн в магнитной бутылке. Термоядерная реакция, Пипч-эффект. Устойчивость плазменного шнура. Существует много различных интересных паук. Каждан нз них вносит свой вклад в дело человеческого прогресса, И нет ни одной, оез которой можно обойтись.

И в этом смысле все науки равны. Ученые различных специальностей увлеченно работают каждый в своей области. Годы упорного труда венчаются великолепными открытиями, поражения сменяются победами. И. наверное, каждый считает свою науку, свою проблему самой интересной и самой важной. Вез такой убежденности опи едва ли смогли бы найти в себе силы преодолеть те трудности, которые расставлены природой на пути к се секретам. А как относятся к различным наукам люди, которые только >хиовятся заняться нми7 Их огношение отчасти формируется знаниями, полученными в школе, отчие~и научно-популярнымн книгами, газетными и журнальными статьямв нли кинофильмами.

И вот здесь наступает неравенство наук. В то время как одним наукам посвящается много кинг, кинофильмов н они покрываются ореолом романтики, славы, другие остаются в тени, К последним, квк ни странно, относится гидроазродинамика — наука о движении жидкостей н газов. Это обстоягельство тем более удивительно, что ооъекты, изучаемые гндродинамикой, мы встречаем нз каждом шагу.

И сами мы, и все, что нас окружает, движется либо в воздухе (птицы, автомобили, самолеты), либо и воде (рыбы, дельфины, подводные н надводные суда). Человеку приходится изучать воздушные 'и морские те >ения, приливные и ветроаьк волны, движение неф гн и газа в тысячекилометровых труоах, тсченис кр.и>и и чнкроскопических кровеносных сосудах, Но если все зиа>ог. >то самолет нлн корабль на подводных крыльях своими качествамн обили>иа к>стяжениям >ндроаэролннамнки, то немногим известно, что >адану о входе космического летательного аппарата в атмосферу Земли или другой плане~ы также решают гидродинамнки. Создание ракетного двигагеля мощностьк> 15 млн.

кВт, способного вырвать человека из ткжелъгх объятий Земли, -" это не т(>лько успех конструкторов, металлургов, химиков. но н аэродинамиков. И если со временел> человек овладеет термоядерной энергией, то в этом будет заслуга нс только физиков, но и гидромеханнков. Гидромеханнки, как н всякая наука, возникла и развивается в соответствии с потребностями »рактики.

Отвечая запросам древних кораблестроителей, Архимед (287 †2 гг. до н. э.) сфбрмулнравал законы плавания и устойчивости плавающих тел. Строительство каналов, плотин. п>люзов, фонтанов, дальнейшее развитие судостроения н мореплавания в Х У П вЂ” Х УШ вв. служило серьезным стимулом для разиигнн гндромеханики.

Именно в это время появились фундаментальные работы членов Петербургской академии наук Д. Бернулли (17ОО— 1732) и Л, Эйлера (1707 1783). Бернулли ввел термин «>ндродинамика», н его книга, вышедшая в свет в 1731( г„' так и называлась, Эйлер вывел общие уравнения движения невязкой жидкости. которымн мы пользуемся и в настояще>. время. Зарождение н развитие авиации в конце Х1Х и начале ХХ вв. обуслоин н расширение работ по аэродинамике летательных аппаратов И здесь прежде все>о следует упомянуть профессора Н.

Гк Жукоиско>о (1847--1()21), когаросо В. И. Ленин назвал «отцом русской авиации». Формулы и профили жуковского и теперь игра>от большую роль в аэродинамике. ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ г: — г» 1,4 мм, ГИДРОСТАЕИКА ' В НЕВЕСОМОСТИ ») Величина гт -- г» представляет собой технологический зазор между трубами. Разность давлений р» — р»«определяется площадью и весам внутренней трубы. Эти величины .заданы самой конструкцией. А вот вязкость жидкости ~» и отчасти скорость подъема мы можем выбирать'сами в широком диапазоне Из уравнения »,4) найдем д Р« »/)» =' — »'гт -- г~) 21 Вязкость глинистых растворов меняе гся на несколько порядков лри изменении скорости сдвига Г/(г — г~). Поэтому всегда представляется возможность выбрить скорость такой, чтобы условие (4) было выполнена.

При этом жидкость в своем движении не будет обгонять движение трубы и тормозить ее движение. Анализируя формулу (4), можно понять„почему, используя минеральное масла в телескопических подъемниках, приходится плотно подгонять одну трубу к дру»»)й. Для примера рассмотрим случай ~/= 0,1 м/с, р = 0,1 Н'с/м~, ! = 1 м, р~ — р,> = 10" Н/м'-'. При этом получим рассмотрим теперь давление и усилия на разрыв, возникаю»цие в трубе. Так как эта вопросы сопротивления материалов, а не гидродинамики, мы, не останавливаясь на них подробно, укажем только пути их решения, поскольку бетон, даже армированный, плахо выдерживает усилия на разрыв, трубы должны быть стальные, а бетонные секции могут быть уложены уже после подъема очередной секции труб.

Поскольку падьемный кран будет подниматься вмЕСтЕ С трубаМИ, ВЫСОта СааружЕ- ния не усложняет ведения монтажных работ. Высота и вес сооружения приведут к большому гидростатическому давлению жидкости н к большим усилиям на разрыв в трубе, которая лежит в основании сооружения.