Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Русский язык как иностранный в учебно-научной и учебно-профессиональной сфере коммуникации. Гидромеханика. Учебное пособие для иностранных студентов-к
.pdf
4. Определите, от каких глаголов образованы следующие причастия. Определите их грамматические признаки. Составьте с ними словосочетания:
заполнен, несмачиваемый, повышенный, указанный, насыщенный.
5. Составьте словосочетания со следующими причастиями по
образцу.
Образец: необходимый (кому? чему?) — необходимый морскому
инженеру
ограниченный (чем?)
обеспечен (чем?)
растворённый (где?)
направленный (куда?)
6. Прочитайте предложения с конструкциями научного стиля
речи, выражающими определительные отношения с помощью причастий и причастных оборотов.
1) Цель нижеприведённого изложения — дать основные понятия
в области кавитации, необходимые морскому инженеру как для практической деятельности, так и для предварительной подготовки перед
углублённым изучением проблем, связанных с кавитацией, если это
потребуется, например, при изучении методов проектирования современных движителей.
2) R — радиус кривизны указанного мениска с центром кривизны, лежащим со стороны жидкости.
3) При коллапсе маленького парового пузырька в зоне повышенного давления вблизи твёрдой поверхности обтекаемого тела может
образовываться кумулятивная струйка, направленная перпендикулярно поверхности, которая способна вызвать эрозию на указанной поверхности.
4) Количество газа в разрушающемся пузырьке существенно влияет на интенсивность эрозии.
Замените предложения с причастным оборотом предложения-
ми с придаточным определительным.
-60-
61
7. Замените предложения с придаточным определительным
предложениями с причастным оборотом.
1) Кавитация — это физический процесс образования, развития
и исчезновения в однородной жидкости каверн (от лат. cavеrna —
пустота, полость), которые заполнены газообразной средой и имеют
такие размеры и динамику, которые существенны для рассматриваемого физического явления.
2) Гидродинамической кавитацией, в частности, называется такая кавитация, которая имеет место при обтекании тел жидкостью,
при этом размеры и динамика каверн влияют на гидродинамические
характеристики обтекаемого тела или могут вызвать эрозию.
3) Если рассматриваемая мелкая твёрдая частица попадёт в ходе
движения вместе с жидкостью в область достаточно низкого давления,
подобный кавитационный зародыш выскальзывает из микротрещины
и образует сферический пузырек, который и участвует в образовании
естественной кавитации.
4) Пузырьки должны генерироваться при понижении давления
из несмачиваемых трещин — щелей, которые и являются, согласно
Гарвею-Эпштейну, истинными зародышами кавитации, поскольку
могут существовать в жидкости бесконечно долго.
8. Прочитайте текст и объясните, что представляет собой
эрозия.
Кавитация — это одна из наиболее трудных для исследования
и одновременно одна из наиболее актуальных проблем механики
жидкости. Именно жидкости, так как в газообразной среде кавитация
невозможна. Цель нижеприведённого изложения — дать основные
понятия в области кавитации, необходимые морскому инженеру как
для практической деятельности, так и для предварительной подготовки перед углублённым изучением проблем, связанных с кавитацией,
если это потребуется, например, при изучении методов проектирования современных движителей.
Кавитация — это физический процесс образования, развития
и исчезновения в однородной жидкости каверн (от лат. cavеrna —
пустота, полость), которые заполнены газообразной средой и имеют
такие размеры и динамику, которые существенны для рассматриваемого физического явления.
-61-
62
Гидродинамической кавитацией, в частности, называется такая
кавитация, которая имеет место при обтекании тел жидкостью, при
этом размеры и динамика каверн влияют на гидродинамические характеристики обтекаемого тела или могут вызвать эрозию.
В данном определении особую важность имеет вторая часть
о размерах и динамике каверн, поскольку в обычной жидкости всегда
имеются микрокаверны, которые в дальнейшем называются зародышами кавитации и без которых, хотя они и не видны, естественная
кавитация невозможна.
Согласно гипотезе Л.А. Эпштейна (1945) и Е.Н. Гарвея (1947), устойчивое существование зародышей кавитации в жидкости обеспечено наличием в реальной жидкости на поверхности обтекаемого тела
или на мелких твёрдых частичках несмачиваемых (гидрофобных)
клиновидных микротрещин. Внутри этих микротрещин образуется
заполненное парами жидкости и ограниченное выпуклым со стороны
жидкости мениском клиновидное пространство размером порядка
–7
0,1 мк (10
м).
Указанное клиновидное пространство не заполняется жидкостью
даже при повышенных давлениях из-за поверхностного натяжения,
поскольку поверхностное натяжение даёт скачок давлений на криволинейной границе раздела сред. Действительно, запишем закон Лапласа для рассматриваемого случая, полагая образовавшийся мениск
сферическим:
– p
= + 2σ / R,
VAP
где p
— давление в жидкости при подходе к мениску со стороны
OUT
жидкости; p
p
OUT
— давление насыщенных паров жидкости при данной
VAP
температуре; σ — коэффициент поверхностного натяжения для поверхности раздела жидкость — пары жидкости; R — радиус кривизны
указанного мениска с центром кривизны, лежащим со стороны жидкости, и поэтому в правой части появляется знак «плюс».
Таким образом, давление в жидкости при малых значениях радиуса кривизны R намного больше давления в клиновидном пространстве, заполненном парами жидкости. В указанное клиновидное
пространство может попасть и растворённый в жидкости газ, так как
процесс диффузии газа направлен в область пониженного давления.
Если рассматриваемая мелкая твёрдая частица попадёт в ходе движе-
-62-
63
ния вместе с жидкостью в область достаточно низкого давления, подобный кавитационный зародыш выскальзывает из микротрещины
и образует сферический пузырек, который и участвует в образовании
естественной кавитации.
Такая несколько неестественно усложнённая модель кавитационного зародыша в виде несмачиваемой клиновидной микротрещины
оказалась необходима, поскольку простая модель парового сферического пузырька оказалась непригодной для объяснения наличия
зародышей кавитации в обычной воде рек и морей. Закон Лапласа
для парового сферического пузырька записывается аналогично, только знак в правой части меняется на противоположный — центр кривизны в этом случае лежит внутри пузырька, т.е. с той стороны криволинейной свободной поверхности, которая заполнена парами жидкости и газами и которая составляет внутренность рассматриваемого
сферического пузырька, а именно:
– (p
p
OUT
где R — радиус рассматриваемого сферического пузырька; p
GAS
+ p
)
= –2σ / R,
VAP
— пар-
GAS
циальное давление диффундировавших из жидкости газов.
Если пузырёк не содержит газ, а наполнен только парами жидкости, то он называется паровым. Роль поверхностного натяжения велика
для маленьких пузырьков, но для развитых каверн, для которых радиус кривизны не является малым, силы поверхностного натяжения
играют незначительную роль, и ими часто можно пренебречь. Для
иллюстрации укажем, например, что паровой сферический пузырёк
–7
радиусом 0,1 мкм (R = 10
при 20 °С, σ = 0,0728 Н/м, p
м) может находиться в равновесии в воде
= 2 338 Па, p
VAP
= 0, согласно выведенной
GAS
формуле, только при очень большом отрицательном (создающем
растягивающее напряжение) внешнем давлении: p
= –14,56×105 Па
OUT
(–14,37 атм).
Указанное равновесие рассмотренного парового пузырька, как
можно показать, является неустойчивым, и любое отклонение величины внешнего отрицательного давления от равновесного приводит или
к беспредельному росту, или к коллапсу, т.е. к монотонному уменьшению вплоть до нуля диаметра сферического парового пузырька.
В обоих случаях он через некоторое время исчезнет: в первом случае
всплывёт и выйдет на свободную поверхность, а во втором — исчезнет,
-63-
64
так как будет «раздавлен» поверхностным натяжением. Указанное поведение чисто паровых сферических пузырьков называется парадоксом парового пузырька, т.е. в реальной жидкости чисто паровые
сферические пузырьки не могут существовать долго, и, следовательно,
в реальной жидкости озёр, рек и морей при их спокойном состоянии
нет кавитационных зародышей в виде сферических пузырьков.
Размер рассмотренного выше в примере парового пузырька
очень мал, он на три порядка больше размера молекулы воды, что
необходимо для корректного применения закона Лапласа. Как известно, молекула воды представляет собой равнобедренный треугольник
с вершиной из атома кислорода и основанием из двух атомов водорода, при этом стороны указанного равнобедренного треугольника
–10
имеют размеры 0,957 × 0,957 × 1,514 Å (1 Å = 10
м).
Таким образом, мы приходим к зародышу кавитации в виде сферического парового микропузырька, но такие пузырьки существовать
в жидкости долго не могут, вследствие этого они должны генерироваться при понижении давления из несмачиваемых трещин — щелей,
которые и являются, согласно Гарвею-Эпштейну, истинными зародышами кавитации, поскольку могут существовать в жидкости бесконечно долго.
Процесс эрозии, по современным представлениям, состоит в следующем. При коллапсе маленького парового пузырька в зоне повышенного давления вблизи твёрдой поверхности обтекаемого тела может образовываться кумулятивная струйка, направленная перпендикулярно поверхности, которая способна вызвать эрозию на указанной
поверхности.
Эрозия — это гидромеханический процесс механического повреждения поверхности материала, из которого изготовлена рассматриваемая стенка, при коллапсе паровых пузырьков в процессе
кавитационного обтекания. Скорость, согласно последним исследованиям, в кумулятивной струйке может достигать 75м/с, и, учитывая
очень малый размер поперечного сечения этой струйки, можно
понять, почему самые твёрдые материалы не могут противостоять
эрозии.
Эрозия обычно возникает в области замыкания развитых каверн
или, например, в зазорах между лопастью гребного винта и насадкой.
При этом количество газа в разрушающемся пузырьке существенно
влияет на интенсивность эрозии, которая уменьшается с увеличением
-64-
65
количества газа. Поэтому насыщение воды воздухом в соответствую-
9
щей области можно использовать как средство борьбы с эрозией
.
9. Прочитайте текст ещё раз. Обратите внимание на выделенные слова и словосочетания. Определите, с какой целью они
используются в тексте?
10. Найдите в тексте определения следующих терминов:
кавитация, гидродинамическая кавитация, зародыш кавитации.
Выпишите их в тетрадь.
11. Определите, соответствуют ли данные предложения содержанию текста.
1) В газообразной среде кавитация возможна.
2) Устойчивое существование зародышей кавитации в жидкости
обеспечено наличием в реальной жидкости на поверхности обтекаемого тела или на мелких твёрдых частичках несмачиваемых (гидрофобных) клиновидных микротрещин.
3) Если пузырёк не содержит газ, а наполнен только парами жидкости, то он называется паровым.
4) Самые твёрдые материалы могут противостоять эрозии.
5) Эрозия обычно возникает в области замыкания развитых каверн или, например, в зазорах между лопастью гребного винта и насадкой.
12. Ответьте на вопросы преподавателя полными предложениями.
1) Возможна ли естественная кавитация без зародышей кавитации? Почему?
2) Как соотносятся давление в жидкости при малых значениях
радиуса кривизны и давление в клиновидном пространстве, заполненном парами жидкости?
3) Что представляет собой коллапс?
4) В чём состоит парадокс парового пузырька?
5) Что такое истинные зародыши кавитации?
9
Гидромеханика: учебник для вузов / А.Ш. Ачкинадзе, А.Р. Бесядовский,
В.В.Васильева [и др.]. С.389–393.
-65-
66
13. «Ваша версия».
1) Как вы думаете, почему кавитация — одна из наиболее актуальных проблем механики жидкости?
2) По вашему мнению, зачем морской инженер должен знать
процесс кавитации?
3) Расскажите о гипотезе Л.А. Эпштейна и Е.Н. Гарвея.
4) Как соотносятся кавитация и эрозия?
5) Почему важно изучать эрозию материалов?
14. Найдите в прочитанном тексте главную информацию. Запишите её.
15. Перескажите текст, используя следующие конструкции:
Автор уверен / убеждён / убедительно доказывает, что…
Автор отстаивает точку зрения…
Нет сомнения в том, что…
Автор допускает, что… / высказывает предположение о том, что...
Автор выдвигает гипотезу (о чём?) / выдвигает условие…
Автор приходит к выводу (заключению), что… / подводит нас к… /
делает вывод / подводит итог…
В конце текста подводятся итоги (чего?)…
В заключение автор говорит (утверждает), что…
В заключение говорится, что…
Сущность вышеизложенного сводится к (следующему)…
В итоге можно (необходимо, хотелось бы) сказать (подчеркнуть,
отметить)…
Таким образом, в тексте нашло отражение / убедительно доказано /
получили исчерпывающее освещение…
Оценивая текст в целом, можно утверждать…
Безусловной заслугой автора является…
Заслуга автора состоит / заключается (в чём?)…
Основная ценность работы состоит / заключается (в чём ?)…
Достоинством работы является…
Недостатком работы является…
К достоинствам (недостаткам) работы относятся…
С теоретической (практической) точки зрения важно (существенно)…
Вызывают возражения (сомнения)…
Нельзя (не) согласиться с…
-66-
67
16. Составьте реферат прочитанного текста, трансформируя авторские высказывания и вводя собственную оценку суждений
автора.
ЧаСТЬ2.аУдИроВаНИе
ИКоНСПеКТИроВаНИе.
дИСКУССИоННоеоБЩеНИе
1. Прослушайте слова, запишите те, которые вы запомнили.
Объясните их значение. При необходимости обратитесь к словарю:
сплошность, местный, орган, яростный, низкочастотный, насыщенный, напор, высокооборотный, освещение, вспышка, нить, развитой, закрутка, жгут, кадр, осциллограф, пульсация.
2. Прослушайте словосочетания. Запишите их:
лопастной насос, коэффициент полезного действия, гидравлический удар, центробежное колесо, тыльная сторона лопасти, осевое
колесо шнек, стробоскоп, патрубок, обратные токи.
3. Прослушайте предложения. Запишите их.
1) Падение давления в проточной части насоса в основном связа-
но с обтеканием кромок лопастей.
2) Кавитационные каверны распространяются по длине и шири-
не межлопастного канала шнека.
3) Для центробежных насосов значение кавитационного коэф-
фициента быстроходности равно от 500 до 2 000.
4) На процесс развития кавитации существенно влияет структура
потока на входе в шнековое колесо.
5) Основной поток размывает обратные токи и увлекает их в ко-
лесо, образуется вихревая зона.
4. Прослушайте текст. Запишите его. Подчеркните в нём те
предложения, которые несут основную информацию.
При давлении несколько меньшим P
критическое2
напор падает ещё
больше. Этот режим называется режимом суперкавитации. Он характеризуется полным отрывным обтеканием лопастей. В этом случае,
кроме вихревой кавитации в межлопастных каналах, в лопасти по
-67-
68
всей её длине наблюдается каверна, чётко отделенная от жидкости.
Этот вид кавитации называется плёночным. Плёночная кавитация
может возникать и в других кавитационных режимах.
5. Посмотрите видео «Кавитация» и объясните,
как определяются антикавитационные свойства шнека центробежных насосов?
6. Просмотрите видео ещё раз. Во время просмотра запишите
ключевые слова. Передайте основное его содержание.
7. Ответьте на вопросы по просмотренному видео.
1) Что такое критический кавитационный запас?
2) Для чего нужен шнек?
3) Что представляет собой срывная кавитационная характеристика?
4) Что такое первый критический режим?
5) Что связано с сильным развитием кавитации?
6) При каком условии видна истинная форма каверны?
8. Обсудите в группе просмотренное видео. Узнайте у своих
товарищей, что они думают о значении исследования кавитации
для инженеров-кораблестроителей. Выскажите своё мнение.
ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ. Подготовьте сообщение о современ-
!
ных исследованиях кавитации.
ЧаСТЬ3.ТеСТ
1. Прочитайте текст. Вставьте подходящие по смыслу слова
в нужной форме.
Подъёмная сила на … создаётся за счёт перепада давлений на её
нагнетательной и засасывающей поверхности. Пока площадь, ограниченная двумя этими …, постоянна, неизменным будет и упор винта.
Коэффициент момента также в первом приближении можно
считать неизменным, точнее, он, как правило, незначительно падает
благодаря снижению сопротивления трения лопастей. КПД в первой
-68-
69
стадии …, таким образом, может незначительно (примерно на 1 %)
увеличиться.
Во второй стадии из-за уменьшения площади диаграммы быстро
уменьшается коэффициент упора, несколько медленнее — коэффициент момента, ещё медленнее — КПД.
Казалось бы, выгодно эксплуатировать винты в первой стадии
кавитации. Но при этом возникает кавитационная … — разрушение
лопастей винта, которое может наступить в течение нескольких (8–12)
часов. Считается, что основная причина кавитационной эрозии — механическое воздействие. Известно, что винт работает в неравномерном попутном потоке: в верхнем положении (у одновинтовых судов)
он достигает максимума, а вблизи нижнего положения — минимума.
Соответственно меняются и усилия, действующие на лопасть, они
максимальные, когда лопасть проходит верхнее положение, и минимальные — в нижнем. Гидростатическое же … в верхнем положении
меньше, чем в нижнем. Следовательно, кавитация усиливается в верхнем положении лопасти и ослабевает или вообще исчезает в нижнем.
Уменьшение размеров кавитационной … сопровождается «схлопыванием» кавитационных … и гидравлическими ударами, подобными
тем, что иногда происходят в трубах. Лопасть вначале меняет цвет,
затем возникает наклёп, появляются …, раковины, из которых выкрашивается металл. В конечном итоге появляются сквозные отверстия
10
и может произойти полное разрушение
.
Слова для справок:
1) трещины 5) давление
2) каверны 6) кавитации
3) кривыми 7) пузырьков
4) эрозия 8) лопасти
2. Вставьте подходящее по смыслу слово.
1) Внутри двухфазной области малое изменение давления при
заданной температуре переводит вещество либо в жидкое, либо в …
состояние.
10
Влияние кавитации на работу винта. URL: http://sudoremont.blogspot.
com/2014/07/kavitaciya-vint.html (дата обращения: 06.04.2022).
-69-
70
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]