Дәріс Гидравлика пәні. Сұйық және газдың физикалық қасиеттері Дәріс жоспары
Тұрақты арында қондырма арқылы ағу
жүктеу/скачать 0,55 Mb.
|
сұйық режимдері
- Бұл бет үшін навигация:
- Ұсынылған әдебиеттер
- СӨЖ арналған бақылау сұрақтары
| Тұрақты арында қондырма арқылы ағу
Сыртқы цилиндрлік қондырма деп кіру жиегінің дөңгелектеуінсіз ұзындығы бірнеше диаметрге тең қысқа құбыршаны айтады (5.7 сурет). Практикада мұндай қондырма қалың қабырғаны бұрғылап тескенде және кіру жиегін өңдемеген кезде жиі көрініс табады. Осындай қондырма арқылы газдық ортаға ағу екі режимде жүруі мүмкін. Бірінші режим – үздіксіз режим. Ағу кезінде ағын қондырмаға кіргеннен кейін, жіңішке қабырғадағы саңылау арқылы ағу кезіндегіге ұқсас сығылады. Содан соң ағын саңылау өлшеміне дейін біртіндеп ұлғаяды да, қондырмадан толық қимамен шығады (7.6- сурет). Сурет 7.6- Қондырма арқылы ағу Қондырманың салыстырмалы ұзындығы l / d мен Рейнольдс санына тәуелді шығын коэффициенті μ мына эмпирикалық формуламен анықталады:
Қондырмадан шыққан кездегі ағын диаметрі саңылау диаметріне тең болғандықтан, сығылу коэффициенті ε = 1 және бұдан шығатыны, μ = φ , ал кедергі коэффициенті ζ = 0,5. Егер 1-1 сығылған қима мен қондырмадан кейінгі 2-2 қимасы үшін Бернулли теңдеуін құрып және оны түрлендірсек, қондырма ішіндегі қысымның төмендеуін алуға болады
Белгілі бір Нкр кризистік арында қондырма ішіндегі (1-1 қимасы) абсолют қысым нөлге тең болып кетеді (P1 = 0), сондықтан
Бұдан шығатыны, Н > Нкр болғанда P1 қысым теріс мәнге ие болуы керек, бірақ сұйықтықтарда теріс қысымдар болмайтындықтан, бірінші қозғалыс режимі мүмкін емес болып шығады. Сондықтан Н Нкр болғанда ағу режимінің өзгеруі, бірінші режимнен екінші режимге өту жүреді (7.7- сурет). Сурет 7.7- Қондырма арқылы ағудың екінші режимі Екінші режим ағынның сығылудан кейін ұлғаймай, цилиндрлік формасын сақтап және қондырма ішінде, оның қабырғаларына жанаспай орын ауыстыруымен сипатталады. Ағу жіңішке қабырғадағы саңылаудағы сияқты, дәл сондай коэффициент мәндерінде болады. Яғни, бұдан шығатыны, бірінші режимнен екінші режимге өткенде жылдамдық артады, ал шығын ағынның сығылуына орай азаяды. Цилиндрлік қондырмадан деңгейлік аққанда ағудың бірінші режимінің жоғарыда суреттелгендегіден айырмашылық болмайды. Бірақ Н > Нкр болғанда екінші режимге өту жүрмейді, кавитациялық режим басталады. Осылайша, сыртқы цилиндрлік қондырма айтарлықтай кемшіліктерге ие: бірінші режимде – үлкен кедергі және шығын коэффициентінің жеткілікті дәрежеде жоғары болмауы, ал екінші режимде – өте төмен шығын коэффициенті. Кемшілігінің қатарына осылармен бірге деңгейлік ағу кезіндегі кавитацияның болу мүмкіндігі саналады. Сыртқы цилиндрлік қондырманы кіру жиегін дөңгелектеу немесе конустық кіріс орнату жолымен айтарлықтай жақсартуға болады. 7.8- суретте әр түрлі қондырма түрлері және сәйкес коэффициенттер мәндері көрсетілген. Сурет 7.8- Сұйықтықтың қондырмалар арқылы ағуы а – конустық ұлғаятын; б – конустық кішірейетін; в - коноидалы; г – ішкі цилиндрлік Конустық қосылатын және коноидалы қондырмалар энергияны аз жоғалта отырып салыстырмалы түрде үлкен ұзындықтағы, жақсы ықшам ағынды алу керек жерлерде (арындық брандспойттарда, гидромониторларда және т.б.) қолданылады. Конустық қосылатын қондырмалар шығу жылдамдықтары аз кезде ағу шығынын арттыру үшін пайдаланылады. Атмосфераға ашылған ыдыстың ағыс орнықпаған кезде, тұрақты кемитін арында босауын қарастырайық (7.9- сурет). Алайда, егер арын, ал бұдан шығатыны ағу жылдамдығы да жай өзгереді, онда әрбір уақыт мезетіндегі қозғалысты орныққан деп қарастыруға және есепті шешуге Бернулли теңдеуін қолдануға болады. Сурет 7.9- Резервуардың босау сызбанұсқасы Ыдыстағы сұйықтық деңгейінің өзгермелі биіктігін h, осы деңгейдегі резервуар қимасының ауданын S, саңылау ауданын Sо деп белгілеп және шексіз аз dt уақыт аралығын алып келесі көлем теңдеулерін жазуға болады:
мұндағы dh - dt уақыт аралығындағы сұйықтық деңгейінің өзгеруі. Осыдан биіктігі Н ыдыстың толық босау уақыты
Егер S ауданның h биктік бойынша өзгеру заңдылығы белгілі болса, онда интегралды есептеуге болады. Призмалық ыдыс үшін S = const (7.10- сурет), бұдан шығатыны, оның толық босау уақыты
Бұл теңдеуден призмалық ыдыстың толық босау уақыты бастапқысына тең тұрақты арындағы тура сондай сұйықтық көлемінің ағу уақытынан екі есе көп. Cурет 7.10- Резервуардың босау сызбанұсқасы Горизонталь цилиндрлік ыдыстан (цистернадан) (7.11- сурет) сұйықтықтың ағу уақытын анықтау үшін S айнымалы ауданның h –қа тәуелділігін өрнектейік:
мұндағы l – цистернаның ұзындығы; D – цистернаның диаметрі. Сол кезде осындай цистернаның толық босау уақыты, яғни, арынның h1 = D –дан h2 = 0-ге дейінгі өзгеруі мынаған тең
Cурет 7.11- Призма түрінде емес резервуардың босауы Сұйықтық ағынының қоршаған беттерге түсіретін қысымы Егер саңылау немесе саптама арқылы ағатын ағын қозғалмайтын қабырғаға түссе, онда ол белгілі бір қысыммен оған әсер етеді. Ағынның алаңшаға түсіретін қысымы есептелетін негізгі теңдеу келесі түрге ие:
7.12- суретте практикада неғұрлым жиі кездесетін қоршайтын беттер (бөгеттер) мен ағынның сәйкес бетке түсіретін қысымы есептелетін теңдеулер келтірілген. Ағын қысымының шамасы, әрине, қондырма мен бөгеттің арақашықтығына тәуелді. Ара қашықтықтың артуымен ағын ыдырайды және қысым төмендейді. Осыған сәйкес зерттеулер берілген жағдайда ағын үш сипаттық бөлікке бөлінетінін көрсетеді: ықшам тұтас, бөлшектенген және шашыранды. Ықшам тұтас бөлігінің шегінде ағынның цилиндрлік формасы қозғалыстың тұтастығын бұзбастан сақталады. Бөлшектенген бөлігінің шегінде ағыс тұтастығы бұзылады, мұнымен қоса ағын біртіндеп ұлғаяды. Соңғысы ағынның шашыранды бөлігінің шегінде ағыстың толығымен жекелеген тамшыларға ыдырауы жүреді. Сурет 7.12- Сұйықтық ағынының қозғалмайтын бетімен өзара әсерлесуі Ұсынылған әдебиеттер 1. М.С. Овчаров, И.С. Өтебаев. Гидравлика және гидрожетек негіздері. Қарағанды: ҚарМУ баспасы, 2004. 2. В.Г. Гейер и др. Гидравлика и гидропривод. М.:Недра, 1991. 3. Р. Р. Чугаев. Гидравлика. Ленинград: Энергия, 1975. СӨЖ арналған бақылау сұрақтары 1. Ағыншаның сығылу коэффициентін, жылдамдық коэффициентін, жергілікті кедергі коэффициентін және шығын коэффициентін анықтау. 2. Жіңішке қабырғалардағы кішкене саңылаулар арқылы тұрақты арында сұйықтықтың ағуының шығынын анықтау. 3. Саптама апрқылы аққан сұйықтың шығынын анықтау. жүктеу/скачать 0,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|