Проблеми і парадокси білякритичних течій рідини

Abstract

Розглядаються білякритичні течії рідини, які недостатньо вивчені в теоретичному і експериментальному відношеннях. Наведено короткий огляд робіт, відзначена актуальність проблеми. Детально проаналізовані існуючі залежності, які використані для описання профілю вільної поверхні потоку. Висвітлені проблеми сучасного стану теорії і практики білякритичних течій. Сформульовані парадокси, що виникають при спробі описання всіх явищ розглядуваного класу з єдиних позицій. Суть виявлених парадоксів розкрита на основі експериментальних досліджень. Показано, що для коректного описання білякритичних течій рідини в додаток до числа Фруда в початковому перерізі цих течій необхідно враховувати ще й можливі нахил і кривизну елементарних струминок у цьому ж перерізі.

Рассматриваются околокритические течения жидкости, которые недостаточно изучены в теоретическом и экспериментальном отношениях. Дан краткий обзор работ, отмечена актуальность проблемы. Детально проанализированы существующие зависимости, используемые для описания профиля свободной поверхности потока. Освещены проблемы современного состояния теории и практики околокритических течений. Сформулированы парадоксы, возникающие при попытке описания всех явлений рассматриваемого класса с единых позиций. Сущность выявленных парадоксов раскрыта на основе экспериментальных исследований. Показано, что для корректного описания околокритических течений жидкости в дополнение к числу Фруда в начальном сечении этих течений необходимо учитывать еще и возможные наклон и кривизну экспериментальных струек в этом же сечении.

Near-critical fluid flows are considered which had been studied insufficiently in theoretical and experimental aspects. A concise review of works is given, the actuality of the problem is pointed out. Existing relationships used to describe the profile of flow free surface are analyzed in detail. Problems are elucidated of the present-day state of the theory practice of near-critical flows. Paradoxes are formulated emerging at the attempt do describe all phenomena of the discussed class from common positions. The essence of revealed paradoxes is displayed on the basis of experimental research. It is shown that for the proper description of fluid near-critical flows in addition to Froude number in the initial section of these flows it is necessary to take into account also the streamline inclination and curvature in the same section.