«Механика» бойынша дәрістер курсы. Материялық нүктенің қозғалысы
Денелердің сұйықтар мен газдардағы қозғалысы
жүктеу/скачать 1,58 Mb.
|
«Механика» бойынша д рістер курсы. Материялы н ктені оз алысы
| Денелердің сұйықтар мен газдардағы қозғалысы.
Стокс заңы Тәжірибе реал сұйықтардан немесе газдарда қозғалған денелерге сұйық тарапынан маңдай алды кедергі күш (немесе қозғалысқа қарсы кедергі),ал кейбір жағыдайларда көтеруші күш әсер ететіндігін көрсетті.Бұл күштер дененің бетіне жақын сұйық қабаттарында болады,сондықтан оны шекаралық қабат деп атайды.Денеге тікелей тиісіп жатқан сұйық қабаты оның бетіне жабысады және толығымен сол денеге ілесіп қозғалады.Сөйтіп,сұйық қабаттарының арасында үйкеліс күші пайда болады. Егер шар тәрізді формадағы дене сұйықтың ламинарлық ағысында қозғалса,ал осы үйкеліс күшіне тап болады.Бұл жағыдайда шардың қозғалысы Стокс заңымен сипатталады. Ол заң бойынша: тұтқыр сұйықта қозғалған денеге әсер ететін кедергі күші сұйыққа қатысты шардың жылдамдығына,сұйықтың тұтқырлық коэффициентіне және шардың радиусына тура пропорционал болады.
Стокс формуласы тұтқыр орталарда құлаған денелердің жылдамдықтарын есептеу үшін,ауадағы шаңтозаңдар мен су тамшыларының құлау жылдамдығын,балшық пен топырақ бөлшектерінің шөгу жылдамдығын тағы басқаларын анықтау үшін қолданылады. Егер бөлшектің құлау жылдамдығы өлшенсе,онда ортаның тұтқырлығын немесе бөлшектің мөлшерін есептеп шығаруға болады. Ұшақ қанатының көтеруші күші.Магнус эффектісі Ұшақ қанатының көтеруші күші теориясын 1906 жылы ұлы орыс механигі Н.Е.Жуковский жасады. Бұл мәселені дұрыс түсіну үшін Магнус эффектісі деп аталатын заңдылықты алдын ала қарастырайық. Тұтқыр сұйықтың кез келген еркін массасында айнала қозғалған қатты цилиндр интенсивтілігі cұйықта дөңгелектенген құйынды қозғалыс тудыратына белгілі(мұндағы пен -цилиндірдің қимасының ауданы және айналуының бұрыштық жылдамдығы)(21,а-сурет) Ал жылдамдықпен айналмай,ілгерілемелі қозғалған цилиндр аз жылдамдықта ламинарлық ағысқа оранып ағады(21,б-сурет) ( а-сурет) (б-сурет) (в-сурет) Егер цилиндр бір мезгілде айналады ілгерілемелі де қозғалса судың құйынсыз ағысы оны(21,в-суреттегідей )қаптай ағады.Бұл кезде цилиндрдің үсті арқылы ағатын сұйық жылдымдығы көп,ал асты арқылы өтетін сұйық ағысының жылдамдығы аз болады .Бұған керісінше Бернулли заңына сәйкес цилиндрдің үстіңгі жағында қысым аз,ал астыңғы жағында қысым көп болады.Қысымдардың осы айырмасынан көтеруші күш деп аталатын вертикаль күш пайда болады.Осы жағдайды Магнус эффектісі дейді. Н.Е.Жуковский және оған тәуелсіз күш цилиндірдің бірлік ұзындығы үшін осы күштің шамасын теориялық жолмен есептеді. (21) Мұндағы цилиндрдің айналасынан қаптай аққан сұйық қозғалысының интенсивтігі; сұйықтың тығыздығы; ағыстың салыстырмалы жылдамдығы. Магнус эффектісінде көтеруші күш , сұйық ағысы жылдамдығына перпендикуляр болады. Ұшақ қанатының көтеруші күші Магнус эффектісіндегі күштің пайда болу механизміне ұқсас. Жуковскийдің теориясы бойынша қанатты қаптай ағып өтетін құйыннан интенсивтігі мына формуламен өрнектеледі:
Мұндағы ағыс бойынша қанаттың басынан аяғына дейінгі хорда ұзындығы; шабуыл бұрышы. Көтеруші күш Маңдайлық кедергі
(22-сурет) Қанаттың сапасы.Қанаттың артында пайда болатын құйын маңдайлық кедергі әсерінен туындайды.Ендеше көтеруші күшпен бір мезгілде маңдайлық кедергі пайда болады.Қанаттың профилік анықтайтын механикалық есеп қанаттың сапасы деп аталатын мынандай қатыстың үлкен мәнге ие болуымен байланысты: Мұндағы , болғандықтан, (23) Мұндағы және осыларға сәйкес қанат профилінің формасына тәуелді маңдайлық кедергі және көтеруші күш коэффициенттері. жүктеу/скачать 1,58 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|