6B08674- су ресурстары және суды пайдалану білім беру бағдарламасы бойынша
Бернулли теңдеуін пайдалану шарттары
жүктеу/скачать 6,17 Mb.
|
gidrodinamika umk vrv 21-1
- Бұл бет үшін навигация:
- 6 дәріс. Сұйық қозғалысының режимдері.
| Бернулли теңдеуін пайдалану шарттары Сұйық ағыны үшін Бернулли теңдеуі негізгі теңдеу деп саналады, бірақ оны кез келген ағын үшін пайдалана беруге болмайды. Бернулли теңдеуін тек қана төмендегі шарттар орындалатын ағындарға ғана қолданады.
1. Ағын бойында, яғни екі қима арасында сұйық қосылмайды да, алынбайды да (Q=const). 2.Сұйық қозғалысы қалыптасқан, өйткені екі қима арасындағы кинетикалық энергия уақытқа байланысты өзгермейді деп есептелінеді. 3.Бернулли теңдеуімен байланысқан екі қимадағы (І-І және ІІ-ІІ) сұйық қозғалысы-параллель-ақпалы әйтпесе жатық өзгермелі (есептік өтім қимасы - жазық). Осы қималарда ғана гидродинамикалық қысым гидростатиканың негізгі заңы бойынша есептелінеді және ағынның орташа жылдамдығы ( ) деген ұғым пайдаланылады. Айта кететін тағы бір нәрсе, екі қима арасында сұйық қозғалысы шұғыл өзгермелі болуы мүмкін, ал қималардың өздерінде – жатық өзгермелі болуы хақ. Бернулли теңдеуі сұйық қозғалысының ламинарлық және тұрбуленттік режімдеріне бірдей қолданыла береді, бірақ ламинарлық режімде жылдамдық (Q) өтім қимасындағы шынайы жылдамдықтардың орташа шамасы болса, тұрбуленттік режімде жылдамдық ( ) уақыт бойынша орташаландырылған (Рейнольдс-Буссинеск моделі) жылдамдықтардың өтім қимасындағы орташа жылдамдығы. Өздік бақылау сұрақтары 1. Бернулли теңдеуін пайдалану шарттары 2. Тұтқырлы сұйық ағыны үшін Бернулли теңдеуі 3. Гидравликалық және пьезометрлік еңістіктер Қолданылған оқулықтар 1 Әдіраманов Ә Гидравлика (оқулық) Тараз ТарМУ, 2011 - 200б 2 Гаврилов М.Б. Гидравлика (оқулық). – Алматы: Каз.ҰТУ, 2004. – 313 б. 3 Әдіраманов Ә Гидравлика (оқулық) Тараз ТарМУ, 2000 - 400б 4 Чугаев Р.Р. Гидравлика – 4-ішығ. – М.: Л.: Энергоиздат, 1982. – 671 б. 6 дәріс. Сұйық қозғалысының режимдері. Табиғатта сұйық қозғалысының екі түрлі режімі бар: ламинарлық және тұрбуленттік. Ламинарлық режімдегі ағын, ақпалар жиынтығы, немесе қабаттар жиынтығы түрінде қозғалады. Кейбір жеке бөлшектердің траекториялары арна қабырғасы бойымен бағытталады. Тұрбуленттік режимде ағынның “ақпалық” тұрпаты бұзылады, барлық ақпалар араласып, қозғалыстағы бөлшектердің траекториялары аса күрделі пішінге ие болады. 1883 жылы ағылшын физигі Осборн Рейнольдс өзінің табиғатта кездесетін сұйық қозғалысының екі түрлі режімін көрсететін эксперименттік зерттеулерінің нәтижелерін жариялады. О. Рейнольдс зерттеулері 12-суретте көрсетілген арнайы құрылымда жүргізілген. Құрылым зерттелінетін сұйық толтырылған үлкен бактан (1) және бояйтын зат құйылған кішкене ыдыстан (2) тұрады. Үлкен бактан тұрақты диаметрлі дөңгелек шыны түтікше (3) шығады. Осы түтікшеден ағып шығатын сұйықтың өтімін реттеу үшін оның соң жағына шүмек (4) орнатылған. Сұйық өтімін өлшуіш ыдыс (7) арқылы өлшейді. Сұйық жатық енуі үшін шыны түтікшенің кіре берісі құйғыш тәрізді етіп жасалынған. Құйғышқа кіші ыдыстан жіңішке түтікше (5) арқылы бояғыш зат жеткізіліп, тәжірибе кезінде сұйықты бояйды. 12-сурет
Тәжірбені әдетте аз жылдамдықтан бастайды. Ол үшін (4)-ші шүмекті сәл ғана ашып, бір мезгілде (5) түтікше арқылы бояғыш затты да қоса жібереді. Сол кезде, 3 түтіктен (қозғалыстағы сұйық ішінен) айқын байқалатын, боялған s-s ақпасын көруге болады. (13а-сурет).
13.-сурет Сұйықтың қалған бөлігі боялмайды. Егер бояуды құйғышқа кіре берістегі бірнеше нүктелер арқылы жіберсек, онда өзара қиылыспайтын, 13.б-суретте көрсетілгендей, ақпалар (s-s) аламыз. Демек s-s ақпасындағы қозғалған сұйықтың бөлшектері көрші ақпалардағы сұйық бөлшектерімен араласпайды, яғни біз бұл жерде ақпалы (қатпарлы) қозғалысты көреміз. Тұтқырлы сұйықтың ақпалар түріндегі қозғалыс режімін ламинарлық режім* деп атайды. Тәжірибені әрі қарай жалғастыра отырып шүмекті көбірек аша түсеміз, сол сәтте шыны түтіктегі орташа жылдамдық та өседі. Бұл кезде белгілі бір дәрежеге дейін боялған ақпаның сипаты өзгермейді. Алайда орташа жылдамдықты арттыра түссек, онда ақпа қисая бастайды, толқындық сипат алып, қай жерлерде ыдырап та кетеді. Ең соңында ақпа жоғалып, оның есесіне шыны түтіктегі сұйық толығымен боялып шыға келеді. _________________________ *Рейнольдс өзі ашқан қозғалыс режімдерінің аттарын ламинарлық және құйынды деп атаған. “Тұрбуленттік ағын” деген лайықты атты лорд Кельвин ұсынған. Бұл жағдайда ақпалы қозғалыс бұзылып, ламинарлық режім тұрбуленттік түрге өтеді. 14-суретте көрсетілген тұрбуленттік режім, сұйық бөлшектерінің аса күрделі траекторияларымен қозғалуы салдарынан болатын, сұйықтың қарқынды араласуымен сипатталады. Бөлшектер ағынға көлденең бағытта араласып, өзінің жалпы алға қарай қозғалысында, қым-қиғаш күрделі жолдарды жүріп өтеді. 14-сурет
суретте көрсетілген тұрбуленттік режім, сұйық бөлшектерінің аса күрделі траекторияларымен қозғалуы салдарынан болатын, сұйықтың қарқынды араласуымен сипатталады. Бөлшектер ағынға көлденең бағытта араласып, өзінің жалпы алға қарай қозғалысында, қым-қиғаш күрделі жолдарды жүріп өтедіБұл тәжірибеде қозғалыстың ламинарлық режімінің, орташа жылдамдық белгілі бір шамаға жеткенде, тұрбуленттік режімге өтуін көрсетеді. Тәжірибені кері бағытта да жасап көруге болады, ол үшін бақылауды орташа жылдамдықтың үлкен мәнінен бастап, кейін біртіндеп кеміте түсу керек. Басында сұйық түгелдей боялып, тұрбуленттік режімді байқаймыз. Жылдамдық кеміген сайын толқын тәрізді ақпа дараланып көріне бастайды, соңында ламинарлық режімге тән орныққан айқын ақпаны аңғарамыз.
жүктеу/скачать 6,17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|