Механика сплошных сред. Алешкевич В.А - 51 стр.

Ëåêöèÿ 3                                                                 51

       Ãèäðîðåçàíèå.
       Åñëè ñîçäàòü î÷åíü âûñîêîå èçáûòî÷íîå äàâëåíèå, íàïðèìåð,
∆p ≈ 5000 àòì = 5⋅108 Í/ì2, òî ñêîðîñòü èñòå÷åíèÿ âîäû v = 1000 ì/ñ. Åñëè
òàêóþ ñòðóþ íàïðàâèòü íà êàêîé-ëèáî òâåðäûé ìàòåðèàë, òî åãî ïîâåðõíîñòü
                                                       ρv 2
áóäåò ïîäâåðæåíà ãèäðîäèíàìè÷åñêîìó äàâëåíèþ p ä =          = 5000 àòì. Òàêîå
                                                        2
îãðîìíîå äàâëåíèå â ðÿäå ñëó÷àåâ ìîæåò ïðåâîñõîäèòü ïðåäåë ïðî÷íîñòè σì
íåêîòîðûõ ìàòåðèàëîâ, è ïîñëåäíèå áóäóò ðàçðóøàòüñÿ ïîä äåéñòâèåì ñòðóè.
Ñî âòîðîé ïîëîâèíû 80-õ ãîäîâ ïîëó÷èëî ðàçâèòèå íîâîå íàïðàâëåíèå â îáðà-
áîòêå ìàòåðèàëîâ 
 — ãèäðîðåçàíèå.  ýòîé òåõíîëîãèè âîäÿíîé íîæ — âûñîêî-
ñêîðîñòíàÿ ñòðóÿ âîäû ñ äèàìåòðîì èãëû — ëåãêî ðåæåò ìàòåðèàëû òîëùèíîé
â íåñêîëüêî ñàíòèìåòðîâ ñî ñêîðîñòüþ ðåçàíèÿ íåñêîëüêî äåñÿòêîâ ñàíòèìåò-
ðîâ â ìèíóòó. Äëÿ ðåçêè ìåòàëëîâ, òâåðäûõ ñïëàâîâ, áåòîíà è äðóãèõ ìàòåðèà-
ëîâ â ñòðóþ äîáàâëÿþò àáðàçèâíûé ïîðîøîê. Ýòî ïîçâîëÿåò çíà÷èòåëüíî óâå-
ëè÷èòü ãèäðîäèíàìè÷åñêîå äàâëåíèå è ïîâûñèòü ïðîèçâîäèòåëüíîñòü è âîç-
ìîæíîñòè ãèäðîðåçàíèÿ.


        Ñîñóä Ìàðèîòòà.
        Âåñüìà ïîó÷èòåëüíûì ïðèìåðîì ÿâëÿåòñÿ èñòå÷åíèå æèäêîñòè èç ñî-
ñóäà Ìàðèîòòà. Ýòîò ñîñóä ïîçâîëÿåò îáåñïå÷èòü ïîñòîÿííóþ ñêîðîñòü âûòå-
êàíèÿ æèäêîñòè èç ñîñóäà, íåñìîò-
ðÿ íà ïîíèæåíèå åå óðîâíÿ. Äëÿ ýòî-
ãî â ñîñóä ÷åðåç ãåðìåòè÷íóþ ïðîá-
êó â åãî ãîðëîâèíå ââîäèòñÿ òðóáî÷-
êà, ñîîáùàþùàÿñÿ ñ àòìîñôåðîé
(ðèñ. 3.10). Ñêîðîñòü âûòåêàíèÿ îï-
ðåäåëÿåòñÿ ïî ôîðìóëå Òîððè÷åëëè
v = 2gh , ãäå h — âûñîòà íèæíåãî
êîíöà òðóáêè íàä îòâåðñòèåì. Ýòî
ïðîèñõîäèò ïîòîìó, ÷òî ïðè âûòå-
êàíèè æèäêîñòè èç ïîëíîñòüþ çàïîë-
íåííîãî ñîñóäà äàâëåíèå ïîä ïðîáêîé
áóäåò ìåíüøå àòìîñôåðíîãî, âîçäóõ
áóäåò çàñàñûâàòüñÿ â ñîñóä ÷åðåç òðóá-
êó, à äàâëåíèå â ãîðèçîíòàëüíîé ïëîñ-
êîñòè, ñîâïàäàþùåé ñ íèæíèì êîí-                                          h
öîì òðóáêè, áóäåò ðàâíî àòìîñôåðíî-
ìó. Ñêîðîñòü âûòåêàíèÿ ëåãêî ðåãóëè-
ðóåòñÿ âåðòèêàëüíûì ïåðåìåùåíèåì
òðóáêè. Åñëè êîíåö òðóáêè íàõîäèòñÿ
íà óðîâíå h = 0 èëè íèæå îòâåðñòèÿ,              Ðèñ. 3.10
òî æèäêîñòü íå âûòåêàåò âîâñå.

       Óñëîâèå íåñæèìàåìîñòè äâèæóùåéñÿ æèäêîñòè.
       Ðàâåíñòâî (3.2), ÿâëÿþùååñÿ óñëîâèåì íåñæèìàåìîñòè, ñâÿçûâàåò ñêî-
ðîñòè äâèæóùåéñÿ æèäêîñòè â äâóõ ðàçëè÷íûõ ñå÷åíèÿõ. Ìåæäó òåì, êàê íà
ýòî íåîäíîêðàòíî îáðàùàëîñü âíèìàíèå â ïðåäûäóùèõ ëåêöèÿõ, â ôèçèêå