Основы гидравлики бурных потоков (150,00 руб.)

Стр.6

Стр.9

Стр.10

Стр.11

Стр.12

УДК 622 Айвазян О. М. Основы гидравлики бурных потоков. — М.–Ижевск: Институт компьютерных исследований, НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», 2010. — 266 с. Это третья книга профессора О. М. Айвазяна из его трилогии, содержащей радикальную переработку современной гидравлики. Она посвящена представлению результатов этой переработки в разделе гидравлики, относящемся к проблемам бурных потоков. В ней продемонстрированы оригинальные авторские теоретические разработки, адекватные полуэмпирические обобщения и компактное формульное представление данных экспериментальных исследований, натурных измерений и наблюдений. Книга адресована инженерному корпусу гидравликов, учёным-исследователям в области гидравлики и смежных научных и инженерных дисциплин, обучающейся молодёжи — аспирантам и студентам старших курсов соответствующих учебных заведений. Книга, безусловно, адресуется специалистам по проектированию и эксплуатации гидравлических систем и гидротехнических сооружений и организациям, разрабатывающим нормативную документацию в этой области техники. ISBN 978-5-93972-859-1 © Ижевский институт компьютерных исследований, 2010

Стр.6

ОГЛАВЛЕНИЕ Предисловие научного редактора................................................................13 Предисловие.....................................................................................................14 РАЗДЕЛ 1. Бурные равномерные и неравномерные (ускоренные) неаэрированные потоки ................................................................................17 ЧАСТЬ 1. Бурные равномерные неаэрированные потоки ........................18 Введение............................................................................................................18 ГЛАВА 1. Новый анализ безразмерных аргументов коэффициента сопротивления равномерных течений несжимаемой вязкой жидкости и некоторые его важные следствия..................................28 1.1. Анализ размерностей. Новый состав безразмерных аргументов для коэффициента сопротивления 1.2. Универсальная структура расчётной формулы для коэффициента сопротивления ....................................................30 ...........................................................32 ГЛАВА 2. Сравнительное исследование гидравлического сопротивления спокойных и бурных равномерных неаэрированных потоков в технически гладких руслах ................35 2.1. Опытное исследование и его первичные результаты .........................36 2.2. Математическое обобщение опытных данных таблицы 2.1 на базе новой общей связи (1.9) и универсальной формулы (1.16)...43 ГЛАВА 3. Исследование гидравлического сопротивления равномерных бурных неаэрированных потоков в бетонных руслах........................................................................................................48 3.1. Лабораторные и натурные исследования гидравлических сопративлний ..........................................................................................48 3.2. Математическое обобщение опытных данных таблиц 3.1 и 3.2 на базе общей связи (1.9) и универсальной формулы (1.16).....55 3.3. Закон распределения скоростей в прямоугольных живых сечениях равномерных бурных неаэрированных потоков.................65 λ λ

Стр.9

10 ОГЛАВЛЕНИЕ ГЛАВА 4. Гидравлические сопротивления равномерных спокойных и бурных (неаэрированных) потоков в лотковых каналах............69 4.1. Натурные и расчётные исследования ЮжНИИГиМа.........................69 4.2. Дополнительная обработка и специальный анализ данных натурных исследований ЮжНИИГиМа...............................................71 4.3. Математическое обобщение данных таблиц 4.1 и 4.2 на базе новой общей связи (1.9) и универсальной формулы (1.16)................74 ГЛАВА 5. Исследование гидравлического сопротивления равномерных бурных неаэрированных потоков в призматических руслах с усиленной шероховатостью................82 ЧАСТЬ 2. Бурные неравномерные (плавноизменяющиеся) неаэрированные течения в призматических руслах .....................111 ГЛАВА 6. Принципы и расчётные зависимости современной теории плавноизменяющихся течений и их недостатки...............111 ГЛАВА 7. Гидравлические сопротивления спокойных и бурных течений в призматических руслах ....................................................120 ГЛАВА 8. Виртуальная длина V l и соответствующий ей виртуальный 8.1. Свойство усреднённого по виртуальной длине V гидравлического уклона V усреднённый гидравлический уклон VI плавноизменяющихся ускоренных бурных потоков в призматических руслах и их расчёт........125 l виртуального I бурных ускоренных потоков в призматических руслах и его математическая реализация. Метод расчёта виртуальной длины кривой спада b2.........................125 8.2. Проверка VI -метода расчёта виртуальной длины V l кривых спада b2.....................................................................................132 8.2.1. Предварительные соображения ..........................................................132 8.2.2. Ускоренные бурные течения в технически гладких быстротоках ..137 8.2.3. Ускоренные бурные потоки в бетонных быстротоках .....................139 8.2.4. Ускоренные бурные потоки на быстротоках с усиленной шероховатостью ...................................................................................146 ГЛАВА 9. VI -метод полного расчёта ускоренных бурных неаэрированных потоков в призматических руслах.....................149 9.1. Закон распределения глубин вдоль ускоренных (кривая спада b2) бурных неаэрированных потоков в призматических руслах.....................................................................149 9.2. Сопоставление результатов расчёта по системе зависимостей (8.4), (8.6), (8.9) V I -метода с фактическими данными (таблица 9.1) по ускоренным бурным течениям в призматических руслах................153

Стр.10

ОГЛАВЛЕНИЕ 11 РАЗДЕЛ 2. Бурные аэрированные равномерные и неравномерные потоки в призматических руслах ......................................................165 ЧАСТЬ 1. Бурные аэрированные равномерные потоки ..........................166 ГЛАВА 10. Опытное исследование параметров бурных равномерных потоков в аэрационно-критическом состоянии. Универсальный энергетический критерий аэрации ...................................................................................................166 10.1. Опытная установка. Измерительная техника и состав измерений. Методика фиксации аэрационно-критического состояния – момента возникновения аэрации ...................................166 10.2. Результаты опытных измерений и их первичная обработка............171 10.3. Универсальный энергетический критерий аэрации бурных равномерных потоков .........................................................................171 ГЛАВА 11. Коэффициент аэрации равномерных бурных потоков (коэффициент стабилизированной аэрации)...................................177 11.1. Опыты автора, впервые выявившие существование однозначной связи между коэффициентом стабилизированной аэрации и градиентом диссипации удельной энергии.....................................178 11.2. Данные лабораторных исследований аэрации Страуба– Андерсона и их анализ.........................................................................181 11.3. Материалы натурных измерений бурных ускоренных аэрированных потоков в призматических руслах на участках стабилизированной аэрации и их анализ ...........................................185 ГЛАВА 12. Подтверждение двух гипотез, касающихся скоростных характеристик равномерных бурных аэрированных и неаэрированных потоков. Метод расчёта аэрированных бурных равномерных потоков ..........................................................195 12.1. Идентичность средней скорости ж0, V жидкой фазы аэрированного бурного равномерного потока и средней скорости 0 V гипотетического неаэрированного бурного равномерного потока в том же русле при том же расходе...............195 12.2. Идентичность законов распределения местных скоростей жидкости в плоских равномерных бурных неаэрированных и аэрированных потоках ......................................................................198 12.3. Метод расчёта аэрированных бурных равномерных потоков .........201 12.4. Пример расчёта аэрированного бурного равномерного потока методом (12.3) автора и на основе нормативных рекомендаций. Сравнение асчётных значений параметров потока со значениями измеренными в натуре .........................................................................203

Стр.11

12 ОГЛАВЛЕНИЕ ЧАСТЬ 2. Бурные аэрированные неравномерные плавноизменяющиеся потоки в призматических руслах..........................208 ГЛАВА 13. Универсальный показатель аэрационно-критических состояний равномерных и неравномерных ускоренных и замедленных бурных потоков.........................................................208 13.1. Современное состояние вопроса.........................................................210 13.2. Комплектация натурных данных по аэрационно-критическим (возникновение аэрации, завершение деаэрации) створам бурных ускоренных или замедленных потоков (таблица 13.1) .......211 13.3. Отбор зависимостей для расчётов по таблице 13.1. Универсальность критерия (10.1) для трёх разновидностей аэрационно-критических состояний...................................................214 13.4. Критический обзор бытующих в гидравлической литературе критериев аэрации бурных потоков в призматических руслах .......219 ГЛАВА 14. Закон нарастания воздухосодержания и длина зоны развития аэрации ускоренных бурных потоков в призматических руслах....................................................................224 14.1. Расчётная база.......................................................................................225 14.2. Опытные лабораторные данные работы [112]. Их специальная обработка и представление в форме, позволившей проверить и подтвердить закон (14.2)...................................................................228 14.3. Проверка закона (14.2) на базе натурных данных.............................234 ГЛАВА 15. Новый метод сквозного расчёта бурных аэрированных и неаэрированных ускоренных потоков в призматических быстротоках и на водосливных гранях плотин и его натурная проверка .......................................................238 Литература.....................................................................................................260

Стр.12