Дәріс Гидравлика пәні. Сұйық және газдың физикалық қасиеттері Дәріс жоспары
жүктеу/скачать 0,55 Mb.
|
сұйық режимдері
| Гидравликалық соққы
Гидравликалық соққы деп арынды құбырөткізгіште жұмыстық сұйықтық ағысының кенеттен тоқтауынан пайда болатын қысымның жылдам өсуін айтамыз. Бұл процесс жылдам өтетін процесс болып табылады және сұйықтықтың және құбырөткізгіш қабырғасының серпімділік деформациясына байланысты болатын қысымның кенеттен жоғарылауы мен төмендеуінің кезектеп өтуімен сипатталады. Гидравликалық соққы бәрінен бұрын кран немесе басқа да ағысты басқаратын құрылғыларды жылдам ашқанда немесе жапқанда жиі пайда болады. Сұйықтық υ0 жылдамдықпен қозғалатын құбырдың соңында кран лезде жабылсын (6.10, а сурет). Сурет 6.10- Гидравликалық соққының кезеңдері Осы кезде кранға соғылған бөлшектердің жылдамдығы жұтылып кетеді, ал олардың кинетикалық энергиясы құбырдың қабырғалары мен сұйықтықтың деформациялану жұмысына өтеді. Дәл осы сәтте құбыр қабырғалары созылады, ал сұйықтық соққылық деп аталатын ΔPсоққы қысым шамасына артуына сәйкес сығылады. Қысымның артуы жүретін облыс (n – n қимасы) соққылық (екпіндік) толқын деп аталады. Соққылық толқын оңға қарай соққылық толқын жылдамдығы деп аталатын с жылдамдықпен таралады. Соққылық толқын резервуарға дейін орын ауыстырғанда, сұйықтық тоқтатылады және барлық құбырда сығылады, ал құбыр қабырғалары – созылады. Қысымның соққылық жоғарылауы құбырдың барлық ұзындығына таралады (6.10, б сурет). Одан әрі ΔPсоққы қысымның төмендеуі әсерінен сұйықтықтың бөлшектері құбырдан резервуарға қарай ұмтылады, әрі бұл ағыс тікелей резервуарға тиіп жататын қимадан басталады. Енді n-n қимасы кері қайта кранға қарай дәл сол с жылдамдықпен, өзінен соң P0 теңестірілген қысым қалдыра отырып жылжиды (6.10, в сурет). Сұйықтық пен құбыр қабырғалары серпімді деп саналады, сондықтан, олар P0 қысымына сәйкес келетін бастапқы күйлеріне қайтып келеді. Деформация жұмысы толығымен кинетикалық энергияға өтеді, және құбырдағы сұйықтық бастапқы υ0 жылдамдыққа ие болады, бірақ, бұл жылдамдық енді қарама-қары жаққа қарай бағытталады. Осы жылдамдықпен сұйықтықтың барлық көлемі краннан ажырауға ұмтылады, нәтижесінде краннан резервуарға с жылдамдықпен қысымның төмендеуімен тудырылған өзінен соң сығылған құбыр қабырғалары мен ұлғайған сұйықтықты қалдыра отырып бағытталатын P0 – ΔPсоққы қысымдағы теріс соққылық толқын пайда болады (6.10,д сурет). Сұйықтықтың кинетикалық энергиясы тағы да деформация жұмысына өтеді, бірақ ол қарама-қарсы таңбада болады. Резервуарға теріс соққылық толқынның келу сәтіндегі құбырдың күйі 6.10, е суретте көрсетілген. 6.10, б суретте көрсетілген жағдай сияқты ол да тепе-тең болмайды. 6.10, ж суретте сұйықықтың υ0 жылдамдықпен қозғалысы пайда бола отырып жүретін құбыр мен резервуардағы қысымдардың теңесу процесі жүреді Резервуардан серпілген ΔP соққы қысымдағы соққылық толқын кранға жеткен кезде алдында кранды жапқан кездегі байқалған жағдай орын алатыны анық жайт. Гидравликалық соққының барлық циклдары қайталанады. Гидравликалық соққының уақыт бойынша жүруі 6.11 а және б суреттерінде көрсетілген диаграмма арқылы бейнеленеді. Штрихталған сызықтармен А нүктесіндегі кранның қысымының теориялық өзгерісі, ал тұтас сызықпен қысымның уақыт бойынша өзгеруінің нақты түрі көрсетілген (6.11 а сурет). Бұл кезде қысым тербелісінің өшуі сұйықтықтың энергиясын үйкеліс күшін жеңуге және резервуарға энергия кетуіне жұмсауы салдарынан жоғалтуы есебінен жүреді. Егер P0 қысым онша үлкен болмаса (P0 < ΔPсоққы), онда қысым амплитудасының өзгерісі басқаша түрде, 6.11 б суретте көрсетілгенге ұқсас түрде болады. Сурет 6.11- Крандағы қысымның уақыт бойынша өзгеруі Гидравликалық соққы кезіндегі қысымның артуын мына формуламен анықтауға болады:
Берілген өрнек Жуковский формуласы деп аталады. Осындағы с соққылық толқынның таралу жылдамдығы мына формуламен анықталады:
мұндағы r –құбырөткізгіштің радиусы; E – құбыр материалының серпімділік модулі; δ – құбырөткізгіш қабырғасының қалыңдығы; K – көлемдік серпімділік модулі. Егер құбыр абсолют қаттылықтағы қабырғаларға ие деп есептесек, яғни E = , онда соққылық толқынның жылдамдығы мына өрнекпен анықталады:
Су үшін бұл жылдамдық 1435 м/с тең, бензин үшін 1116 м/с, май үшін 1200 - 1400 м/с. жүктеу/скачать 0,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|