Основы теории силового импульсного устройства
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.