Energetika qurilmalari

2–MA’RUZA

Gidroenergetikaning gidravlik asoslari
Reja:

Gidravlika

Gidrostatika.
Gidravlika

Gidravlika — ikki asosiy kismdan: suyukliklarning muvozanat konunlarini urganadigan gidrostatika bilan suyukliklarning xarakat konunlarini urganadigan gidrodinamikadan tarkib topgan.

Bu fan juda kadim zamonlarda paydo bulgan. Gidravlika soxasiga tegishli xodisalar kishilarni juda kadim zamonlardanok kiziktirgan. Sugorish, suv ta’minoti va suv energiyasidan eng sodda dvigatellar uchun foydalanish bilan boglik bulgan amaliy masalalar kadim zamonlarda xal etilgan.

Gidravlika — ikki asosiy kismdan: suyukliklarning muvozanat konunlarini urganadigan gidrostatika bilan suyukliklarning xarakat konunlarini urganadigan gidrodinamikadan tarkib topgan.

Bu fan juda kadim zamonlarda paydo bulgan. Gidravlika soxasiga tegishli xodisalar kishilarni juda kadim zamonlardanok kiziktirgan. Sugorish, suv ta’minoti va suv energiyasidan eng sodda dvigatellar uchun foydalanish bilan boglik bulgan amaliy masalalar kadim zamonlarda xal etilgan.

Gidrotexnikaviy inshootlar kadim zamonlarda fakat kuruvchilarning moxirligi va sof amaliy tajribasi tufayligina keng kulamda tarkaldi. Gidravlikaning usha vaktlarda muayyan fizikaviy konunlarga asoslangan fan bulganligi xakida xech kanday ma’lumot yuk.

Xodisalarning ayrim elementlari orasidagi mikdoriy boglanishni belgilab beradigan, xammaga ma’lum bulgan Arximed konuni gidravlikaning birinchi konuni xisoblanadi. Bu konunni miloddan 250 yil avval kadimgi zamonning buyuk matematigi va mexanigi Arximed kashf etgan edi.

Gidravlikaning rivojlanishiga XVI va XVII asr olimlari katta xissa kushdilar. Golland olimi Simon Stevin (1548— 1620 yillar) idishga solingan suyuklikning shu idish devorlariga va tubiga, bosimini xisoblash koidasini anikladi. G. Galileyyaing shogirdi bulmish italьyan fizigi va matematigi Evanjelisga Torrichelli (1608—1647 yillar) suyuklikning idishdan okib chikish konunini kashf etdi va suyuklikning idishdagi kichkina teshikdan ogirlik kuchi ta’sirida okib chikish tezligini taxminiy aniklash formulasini topdi. Fransuz matematigi va fizigi Blez Paskalь (1623—1662 yillar) xozirgacha Paskalь konuni deb kelinadigan va gidrotexnikada keng kulamda foydalaniladigan konunni kashf etdi.

Yirik olim, Rossiya fanlar Akademiyasining xakikiy a’zosi Daniil Bernulli (1700—1782 yillar) gidravlika fanining asoschisi xisoblanadi. U yaratgan tenglama keyinchalik uzi 1738 yilda chikargan mashxur «Gidrodinamika» kitobida yozilgan edi.

Usha davrning uzida nagariy gidrodinamika xam rivojlana boshladi, unga Eylerning ideal suyuklik xarakatining differensial tenglamasi asos kilib olindi.

Xozirgi zamon aeromexanikasining asoschisi, ulug rus olimi N. E. Jukovskiy vodoprovod trubalaridagi gidravlik zarba nazariyasini yaratdi.

Okuvchanlik xususiyatiga ega bulgan, uz shakli yuk, kaysi idishga solinsa shu idish shakliga kiradigan fizikaviy jism suyuklik, deyiladi.

Suyukliklar tomchi va gazsimon suyukliklarga bulinadi. Gazsimon suyuklik va u buysunadigan konunlar darslikning ikkinchi kismida kurib utiladi. Tomchi suyuklik va u buysunadigan konunlar ushbu bulimda kuriladi. Bundan keyin tomchi suyuklikni kiskacha kilib tugridan-tugri suyuklik deyaveramiz.

Suyuklikning gidravlikada foydalaniladigan asosiy xarakteristikalari solishtirma xajmi, zichligi, solishtirma ogirligi, sikiluvchanligi va kovushkokligidir.

Moddaning massa birligi egallangan xajm solishtirma xajm deyiladi. Bir jinsli modda uchun

bu erda v— solishtirma xajm, m3gkg; V— bir jinsli moddaning t massasi egallagan xajm, m3; m—uning massasi, kg.

Solishtirma xajmga teskari kattalik zichlik r kggm3 dir. Xajm birligi V dagi modda massasi t moddaning zichligi deyiladi. Bir jinsli modda uchun

2.1.

Bir jinsli modda uchun

Umumiy xolda

Bu erda g— erkin tushish tezlanishi.

SHuni nazarda tutish kerakki, turli geografik kengliklarning kiymati turlicha buladi. SHuning uchun bir xil suyuklikning solishtirma ogirligi kaerda ulchanishiga karab turlicha bulishi mumkin.

Suyuklikning sikilishi deganda tashki bosim kupayganda xajmining kamayishi va zichligining uzgarishi tushuniladi. Sikiluvchanlik m2gn da ulchanadigan xajmiy sikilish koeffitsienti bilan xarakterlanadi:

bu erda —bosimning Dp kattalikka kupayishiga mos keladigan xajm kamayishi; V— jismniig dastlabki xajmi.

Sikuvchi kuchlarga suyuklik juda katta karshilik kursatadi. SHuning uchun nixoyatda kichik buladi va u kupincha e’tiborga olinmaydi, shunga kura suyuklik sikilmaydigan deb xisoblanadi.

Gidrostatika – gidravlikaning suyukliklar muvozanat konunlarini urganadigan bulimidir. Bu konunlarini urganish suyukliklar orkali kuchlarni uzatish bilan boglik masalalarni xal kilishda muxim axamiyatga ega, bundan tashkari, gidrostatika suyukliklari tulik yoki kismdan botirilgan kattik jismlarning muvozanat konunlarini xam urganadi.

Odatda, suyukliklar muvozanat xolatida bulganda, uning ayrim bulaklariga bulgan ta’siri xamda suyuklik saklanayotgan idish devorlariga va suyuklikka botirilgan jismga ta’siri bosim orkali ifodalanadi.

Gidrostatika
Suyukliklarga ta’sir kiluvchi asosiy kuchlardan biri gidrostatik bosimidir 2.1 rasmda gidrostatik bosimning tushuntirish sxema kursatilgan.


2.1.Rasm. Gidrostatik bosimni tushuntirishga oid chizma.
Sxemada S yuzaga ta’sir kiluvchi F kuch gidrostatik bosim kuchi yoki kiskacha gidrostatik u kuch deb ataladi. F kuchning S yuzaga nisbati urtaga gidrostatik bosim deb ataladi:

(2.2)

Agar S yuzani kichraytirib borib nolьga intiltirsak (S0) Rurt biror chegara kiymatiga intiladi:

(2.3)

Bu kiymat A nuktaga ta’sir kilayotgan bosimdan iborat buladi va u gidrostatik bosim deb ataladi. Gidrostatik bosim Pa bilan ulchanadi (1Pak1 Ngm2). Tinch turgan suyuklikdagi bosim (ya’ni gidrostatik bosim) ikkita asosiy xossa ega:

Gidrostatik bosim uzi ta’sir kilayotgan yuzaga normal buyicha yulanadi.

Gidrostatik bosim ta’sir kilayotgan nuktada xamma yunalishlar buyicha bir xil kiymatiga ega.

2.2.Rasm. Gidrostatikaning asosiy tenglamasiga oid chizma.

Tinch turgan idishdagi suyuklikka ogirlik kuchi ta’sir etadi. Ukrilayotgan idish ichida biror. Pastdan Z masofada, erkin sirtdan esa h masofada joylashtirilgan kuchlarning muvozanat tenglamasi kuyidagiga yoziladi.

(2.4)

Z-Z0 ning kiymati h-ga teng bulgani uchun, sungi tenglama kuyidagicha yoziladi.

(2.5)

Bu tenglama – gidrostatikaning asosiy tenglamasi deb ataladi va u suyuklikning ixtiyoriy nuktasidagi bosimni suyuklik turiga karab va olingan nuktaning erkin sirtdan kanday masofada ekanligiga karab aniklanadi. Gidrostatikaning asosiy tenglamasi kuyidagi konuniyatni ifodalaydi: suyuklik ichidagi ixtiyoriy nuktadagi bosim R suyuklik erkin sirtidagi bosim R0 bilan shu nuktadagi suyuklik ustuni bosimi h ning yigindisiga teng.

Idishdagi suyuklik uchun A nukta uchun gidrostatikaning (2.4.) asosiy tenglamasi kuyidagicha yoziladi.
(2.6)

Bu tenglamani boshka kurinishiga keltiramiz:

(2.7)

Tenglama istalgan nukta uchun ezilgan sababli uning kurinishi kuyidagicha bulishi mumkin:

(2.8)

Bu erda Rg - istalgan A nuktadagi bosimga taallukli suyuklik ustunining balandligi, u suyuklik sirtida R0g ga teng. Z – istalgan A nuktaning koordinatasi (u suyuklik sirtida Z0 ga teng). Sungi tenglamadan kurinadiki, tinch xolatdagi suyuklik uchun bosimga taallukli suyuklik ustining balandligi bilan nukta koordinatasining yigindisi uzgarmas mikdor N ga teng ekan. Uzgarmas mikdor N gidrostatik bosim, yoki gidrostatik napor deb ataladi.

Rm kR-Rakh (2.9)

Bu tenglikdan suyuklik ustunining balandligi ortikcha bosimning mikdori yordamida aniklanadi:

(2.10)

Suyuklik ustining ortikcha bosimni kursatuvchi balandligi suyuklikning ppezometrik balandligi deb ataladi.

Nazorat uchun savollar:
kaysi tenglama buyicha gidrostatik bosim aniklanadi?

Tinch turgan idishdagi suyuklikning bosimini toping.

kaysi formula buyicha suyuklikning ppezometrik balandligi aniklanadi?

X va U proeksiyalar buyicha gidrostatik bosim nechaga teng?

Suyuklikning ogirlik kuchi formulasini kursating.

Gidrostatik bosimning asosiy formulasini ifodalang.

Suyuklik ustining balandligini formulasi kanday yoziladi.