УДК 532.522: 518.5
AGRIS P06

Основы теории силового импульсного устройства

Основы теории силового импульсного устройства
©Ниязов Н. Т., Институт физики им. акад. Ж. Жеенбаева НАН Киргизской Республики, г. Бишкек, Кыргызстан, nurniyaz@mail.ru
©Джаманкызов Н. К., д-р физ.-мат. наук, Институт физики им. акад. Ж. Жеенбаева НАН Киргизской Республики, г. Бишкек, Кыргызстан, nasip49@gmail.com
©Асанов А. А., д-р техн. наук, Институт физики им. акад. Ж. Жеенбаева НАН Киргизской Республики, г. Бишкек, Кыргызстан, arstan1954@mail.ru
©Исманов Ю. Х., ORCID: 0000-0001-8176-2602, SPIN-код: 1183-7001, д-р физ.-мат. наук, Киргизский государственный университет строительства, транспорта и архитектуры им. Н. Исанова, г. Бишкек, Кыргызстан, i_yusupjan@mail.ru

Аннотация. В статье рассмотрена математическая модель силового импульсного устройства, которая позволяет подбирать характеристики выбрасываемой струи жидкости, такие как скорость в момент выброса, давление, создаваемое в сопле силового импульсного устройства и др., изменяя параметры устройства. Особенностью предложенной математической модели, существенно отличающей ее от ранее рассмотренных моделей, является то, что модель рассматривалась для случая неустановившегося движения. Такое состояние среды в силовом импульсном устройстве является наиболее характерным, поэтому полученные результаты являются более общими. Показано, что в отличие от установившегося движения жидкости, в случае неустановившегося движения появляется дополнительное слагаемое, которое можно определить как напор, носящий инерционный характер. Из предложенной математической модели видно, что наличие инерционного напора приводит к возникновению эффекта торможения потока, что, в свою очередь, приводит к возрастанию полного напора жидкости в направлении течения потока. Напор, возникающий в стволе, действует против направления гидравлических сопротивлений. Все сказанное применимо лишь для определенного момента времени или для случая, когда ускорение жидкости постоянно. Если же ускорение меняется, то действие напоров вдоль течения жидкости является функцией времени. Это обстоятельство дает возможность применять полученный результат при неустановившемся движении для создания устройств, формирующих струю высокого напора. Отличительной особенностью рассмотренной модели является то, что здесь анализируется поведение жидкости в силовом импульсном устройстве для двух случаев: 1) объем жидкости в стволе силовой импульсной установки больше, чем объем сопла; 2) объем жидкости в стволе меньше или равен объему сопла. Результаты анализа показали, что в первом случае начальная скорость выброса жидкости значительно превышают эту скорость во втором случае. Т. е. именно первый случай имеет практическое значение.

Ключевые слова: силовое импульсное устройство, сопло, инерционный напор, неустановившееся движение, скорость, давление.

Fundamentals of the Theory of Power Pulse Device
©Niyazov N., Institute of Physics named after Zh. Zheenbayev, National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Bishkek, Kyrgyzstan, nurniyaz@mail.ru
©Dzhamankizov N., Dr. habil., Institute of Physics named after Zh. Zheenbayev, National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Bishkek, Kyrgyzstan, nasip49@gmail.com
©Asanov A., Dr. habil., Institute of Physics named after Zh. Zheenbayev, National Academy of Sciences of the Kyrgyz Republic, Bishkek, Kyrgyzstan, arstan1954@mail.ru
©Ismanov Yu., ORCID: 0000-0001-8176-2602, SPIN-code: 1183-7001, Dr. habil., Kyrgyz State University of Construction, Transport and Architecture named after N. Isanov, Bishkek, Kyrgyzstan, i_yusupjan@mail.ru

Abstract. The article discusses a mathematical model of a power impulse device, which allows you to select the characteristics of the ejected liquid jet, such as the velocity at the moment of ejection, the pressure created in the nozzle of the power impulse device, etc., by changing the parameters of the device. A feature of the proposed mathematical model, which significantly distinguishes it from the previously considered models, is that the model was considered for the case of unsteady motion. This state of the medium in a power impulse device is the most characteristic, therefore the results obtained are more general. It is shown that, in contrast to the steady motion of a liquid, in the case of unsteady motion, an additional term appears, which can be defined as a head having an inertial character. It can be seen from the proposed mathematical model that the presence of an inertial head leads to the appearance of a flow deceleration effect, which, in turn, leads to an increase in the total liquid head in the direction of the flow. The pressure generated in the barrel acts against the direction of the hydraulic resistance. All of the above is applicable only for a certain moment in time or for the case when the acceleration of the fluid is constant. If the acceleration changes, then the action of the heads along the fluid flow is a function of time. This circumstance makes it possible to apply the result obtained with unsteady motion to create devices that form a high-pressure jet. A distinctive feature of the considered model is that it analyzes the behavior of the fluid in the power impulse device for two cases: 1. the volume of fluid in the barrel of the power impulse unit is greater than the volume of the nozzle; 2. the volume of fluid in the barrel is less than or equal to the volume of the nozzle. The results of the analysis showed that in the first case, the initial velocity of liquid ejection significantly exceeds this velocity in the second case. That is, it is the first case that is of practical importance.

Keywords: power impulse device, nozzle, inertial head, unsteady motion, speed, pressure.

Ссылка для цитирования:

Ниязов Н. Т., Джаманкызов Н. К., Асанов А. А., Исманов Ю. Х. Основы теории силового импульсного устройства // Бюллетень науки и практики. 2021. Т. 7. №6. С. 113-123. https://doi.org/10.33619/2414-2948/67/16

Cite as (APA):

Niyazov, N., Dzhamankizov, N., Asanov, A., & Ismanov, Yu. (2021). Fundamentals of the Theory of Power Pulse Device. Bulletin of Science and Practice, 7(6), 113-123. (in Russian). https://doi.org/10.33619/2414-2948/67/16