Исследовательская работа «Экспериментальные исследования по решению задач о перетекании жидкости и газов через малые отверстия»

Среди многих технических систем встречаются газораспределительные устройства. В подготовке специалистов по газодинамике они изучают вопросы по перетеканию газов из одной системы в другую, в частности через различные фильтры. Нас заинтересовал вопрос как экспериментально доказать правильность решения задач и найти, если есть, дополнительные условия для получения достоверных результатов.

Целью работы является: исследование систем гидро- и пневмопоршней как элементов исполнительных механизмов машин.

Объект исследования:  физические законы гидроаэродинамики замкнутых систем.

Предмет исследования: выполнение закона Паскаля в поршневых замкнутых системах.

Для достижения поставленной цели были поставлены следующие задачи:

• Изучить источники информации по проблеме исследования.
• Определить круг вопросов известных по применению закона Паскаля в поршневых замкнутых системах.
• Разработать схему экспериментов по исследованию разветвленных систем гидро- и пневмопоршней.
• Провести первоначальные опыты и наблюдения за поведением поршней в разветвленных гидро- и пневмосистемах.
• Установить время реакции на изменение давления в системе.
• Проанализировать полученные результаты и сформулировать выводы.
• Предложить возможные направления развития в гидро- и пневмосистем.
• Создать свою собственную модель тормозного механизма.

Гипотеза: если закон Паскаля справедлив для увеличения давления в системе, то все поршни гидро- (пневмо)системы должны одновременно реагировать на это увеличение.

Результаты и выводы. На основе проведенного анализ работ была составлена схема экспериментов по исследованию разветвленных систем гидро- и пневмопоршней. Проведена серия опытов и наблюдений за поведением поршней цилиндрах шприцов. Выявлены особенности их реакции на изменение давления в системе. Оформлены результаты измерений и сформулированы следующие выводы:

• В настоящее время гидросистемы нашли широкое применение в различных областях человеческой деятельности.
• Наблюдается различие в описании гидро- и пневмосистем, так как рабочим телом являются разные по своим физическим свойствам вещества. Но наиболее существенным и значимым для обеих систем является вязкость вещества.
• В разветвленных гидро- и пневмосистемах особое значение играет число Рейтнгольтса.
• Закон Паскаля, изучаемый в школьном курсе физики, имеет некоторые ограничения в применении.