Тұтқырлық сұйықтың ішкі үйкелісі
жүктеу/скачать 182,43 Kb.
|
Гидравлика
- Бұл бет үшін навигация:
- СӨЖ арналған бақылау сұрақтары
- 2 – тақырып Сұйықтықтардың негізгі қасиеттері мен сипаттамалары
| 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. Тамшылы және газ тәріздес сұйықтардың тығыздығын анықтау. 2. Тамшылы және газ тәріздес сұйықтардың тұтқырлығын анықтау. 3. Сұйықтың сығылуын есептеу. 4. Сұйыққа әсер ететін күштерді анықтау. 2 – тақырып Сұйықтықтардың негізгі қасиеттері мен сипаттамалары 1. Сұйықтықтардың негізгі қасиеттері мен сипаттамалары Материальды денелер үш агрегат түрінде болуы мүмкін: қатты, сұйық және газ тәрізді. Осы күйдің әрбіреуі тікелей молекулалардың өзара әсерлесу күштеріне тәуелді молекулярлық құрылымын анықтайтын арнайы қасиеттерімен сипатталады. Мұндай күштерге бір уақытта әсере ететін және бөлшектердің ара қашықтығына тәуелді тарту және тебу күштері жатады. Екі оқшауланған молекула мысалы негізінде (сур. 1) на расстоянии қашықтықтағы өзара әсерлесі күші нөлге тең, яғни, тебу күші тарту күшін теңестіреді. кезінде ең басты күш тартылу күші болып табылады, ол абсолютті шама бойынша өседі, , кезінде максимумға жетеді де кейін азаяды. кезінде – тебу күші. Осы күштердің өрісінде молекула потенциалды энергияға ие , ол f(r) күшімен дифференциалды теңдеу құрады dE=-f(r)dr нүктесінде, , экстремумға (минимума) жетеді. Қатты (кристалды) денелерде молекулалар кристалды тор құра отырып ара қашықтықта орналасады, мұнда потенциалды энергия минималды. Жылу қозғалысы – тор түйіндеріндегі атомдардың тербелуі. Жылу қозғалысының орташа кинетическая энергиясы - kT , ол тор түйініндегі молекулалардың байланыс энергиясынан көп есе аз, яғни мұнда – қатты дененің формасы мен көлемін сақтау тұрақтылығы. Газда молекулааралық қашықтық , ол әлсіз тарту күші мен аз потенциалды энергияға сәйкес. Жылу қозғалысы тарту күшінен асып кетеді Молекулалар негізінен бос болады. Газдың еркін ретсіз молекулаларының қозғалысы оның барлық бағытта таралуымен шартталады, сондықтан газ белгілі бір көлемге және өзіндік формаға ие болмайды, тек ол орналасқан ыдыстың көлемі мен формасын қабылдайды. Сұйықтық молекулалық құрылым бойынша газ бен кристалды қатты дене арасындағы аралық жағдайға енеді Сондықтан олар қатты денеге жақын тығыздыққа ие, өзі алған көлемді тұрақты түрде сақтайды, бірақ форманы сақтамайды. Сұйықтықтың молекулалық күрделілігі молекула арасындағы сипаттамалар ме бақыланатын қасиеттер арасындағы жеткілікті жалпы байланысты теориялық жолмен алуды қиындатады: температура, тығыздық қысымы, тұтқырлылық және т.б. Сондықтан гидродинамикада осы шамалар үшін және арасындағы байланыс үшін эксперименталды бекітілген мәндерді қолданады. Сұйықтықтың термодинамикалық күйін сипаттайтын негізгі параметрлер температура Т, қысым р және тығыздық ρ болып табылады. Тығыздық, температура және қысым арасындағы байланыс күй теңдеуімен орнатылады, ол реалды сұйықтық пен газ үшін кинетикалық теорияда енгізіледі. Бірақ жалпы күй теңдеуінің күрделілігі мен оның құрамына кіретін тұрақтыларды анықтаудың қиындығынан осы ортаның қасиеттерін сапалы талдау үшін жуықталған теориялық немесе эмпириялық теңдеулерді қолданады. Сұйықтықтың басқа термодинамикалық сипаттамасы қысылу болып табылады. Сандық түрде қысылу изотермиялық ығысу коэффициентімен анықталады: , мұнда – меншікті көлем, . Газдарға қарағанда сұйықтықтар аз қысылуға ие болады. Көптеген сұйықтықтарда қысылу коэффициенті мына шек аралығында жатады (Н/м2)-1. Барлық сұйықтықтар үшін ол қысымның артуымен азаяды және температураның жоғарлауымен артады. Газ бен сұйықтық көлемі тек қысымның өзгеруі кезінде ғана емес, температураның өзгеруі кезінде де өзгереді. Негізінен, сұйықтық пен газ температураның артуымен кеңейеді, ал тығыздығы азаяды. Су ғана оған кірмейді, оның тығыздығы 0 ден 4 °Сқа температураның жоғарлағанда артады және 4 °Сда максимуиға жетеді. Мұндай аномалия судың молекулалық құрылымының ерекшелігімен түсіндіріледі. Температураның өзгеруі кезінде және тұрақты қысым кезінде көлемнің сандық өзгеруі жылулық көлемді кеңейту коэффициентімен анықталады . Сұйықтықтарда бұл коэффициент температурадан және қысымнан тәуелді, біріншісі көбеюінен артса, екіншісінің артуымен азаяды. Газ бен сұйықтықтағы молекуланың қозғалысы осы ортаның ығыстырғыш күшінің кедергісімен шартталады. Кедергі күшінің пайда болу механизмі келесі жолмен көрсетуге болады. Пластинкаға берілетін сұйықтық қабаты оған жабысады және пластинкамен бірге жылдамдықпен қозғалады. Молекулалық байланыс нәтижесінде бұл қабат келесісін ала кетеді және т.б. Төменгі қабат қозғалмайтын пластинкаға тиетіндіктен оның жылдамдығы нөлге тең. Осылайша, сұйықтықта биіктік бойынша жылдамдықты және =f(y) біраз үлестіру кезінде қабатты қозғалыс пайда болады. Қарастырылатын жағдайда жылдамдықты үлестіру сызықты. Молекулааралық байланыс әсерінен сұйықтықтың қозғалатын қабаттары арасында тұтқырлық күштері немесе ішкі үйкелістері пайда болады. Ньютон осы күштің тен шамасы тәуелді параметрлеріне нұсқаған. Қарастырылатын қабатты қозғалыс үшін – жанама кернеу мұнда μ – тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті; S – қабаттардың жанасу ауданы; – жылдамдық градиенті, жылдамдықтың нормаль бойынша оның бағытына қарай өзгеру шамасының өзгеруінің интенсивті көрсеткіші болып табылады. Тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті μ сұйықтықтар мен газдардың тұтқырлығының негізгі сандық сипаттамасы болып табылады. Тұтқырлықтың динамикалық коэффициентімен қатар гидрогазодинамикада кинематикалық тұтқырлық коэффициенті ν кең қолданылады, ол мына қатынаспен анықталады , мұнда – сұйықтық тығыздығы. Тұтқырлықтың кинематикалық коэффициентінің өлшем бірлігі м2/с. жүктеу/скачать 182,43 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|