Экзаменационный билет № ___16

1. Эксперимент Ньютона и результаты по определению вязкости жидкостей. Внутри сплошных сред (твердых тел, гелей, жидкостей и газов, насыпных масс и т.д.) при их деформации присутствует внутреннее трение. Поясним его природу на примере жидкости. Пусть между двумя достаточно большими квадратными пластинами размером и площадью S = L * L (рис. 1) имеется тонкий слой D y жидкости (D y / L << 1). Если попытаться двигать верхнюю пластину с постоянной скоростью V, то окажется, что это возможно только при приложении к этой пластине определенной силы F_c. Причем, повторяя опыт с различными размерами пластин, толщинами слоя и разновидностями жидкости, обнаружим, что

· вместе с пластиной в движение приходит и жидкость между пластинами, причем ее скорость распределяется неравномерно по толщине слоя D y;

· в непосредственной близости к нижней неподвижной пластине скорость жидкости равна нулю, а вблизи верхней пластины равна V;

· величина прилагаемой силы F_c зависит от площади пластин, скорости V и природы жидкости.

Рис. 1.1.

Таким образом, в результате множества опытов убеждаемся, что

,

где новая константа n характеризует свойство жидкости, она называется кинематической вязкостью. Произведение nr = m получило название динамической вязкости.

2. Помпаж. Природа и характер проявления помпажа. Если при снятии возбуждений система не приходит в устойчивое состояние, то возникают самопроизвольные периодические (а иногда и хаотические) колебания давления и расхода, без видимых причин. Такие изменения называются автоколебаниями (или, помпаж).

Согласно Большому энциклопедическому политехническому словарю, ПОМПАЖ (франц. pompage) - вредное явление, наблюдаемое при работе лопастных компрессорных и насосных установок на систему, где имеется аккумулятор энергии (ресивер, паровая подушка котла ТЭС, водонапорная башня, длинный упругий трубопровод и т.п.). Это явление состоит в том, что из-за западания напорной характеристики на малых подачах расход пульсирует, изменяется потребляемая мощность, возникает вибрация машины и примыкающих к ней трубопроводов. Помпаж является одной из форм автоколебаний.

Автоколебания проявляются в разных системах с различной частотой и амплитудой: от едва заметных изменений расхода, давления и мощности, до значительных резких скачков, приводящих к механическому разрушению стенок трубопроводов, отдельных деталей и узлов насосных установок.

Теория появления таких автоколебаний в сложных системах достаточно сложна и до сих пор полностью не изучена ввиду многогранности проявления. Поэтому нельзя заранее сказать для каждой конкретной насосной установки, будут ли в ней возникать автоколебания и какой характер этих колебаний.

Способов устранения помпажа много, наиболее частым из них является установка после машины обратного клапана с системой перепуска среды во всасывающий трубопровод.