From Vikipediya Jump to navigationJump to search

Суюқлик оқимининг вужудга келиш сабаблари.

Вужудга келиш сабабларига қараб, суюқликнинг ҳаракати эркин ва мажбурий ҳаракатланишга бўлинади. Эркин ҳаракатланиш ёки табиий конвекция нотекис иситилган суюқликда (газда) вужудга келади.
Бунда вужудга келадиган температуралар зичликларнинг фарқ қилишига ва суюқликдаги зичлиги камроқ макрозарраларнинг суюқлик юзасига қалқиб чиқишига олиб келади, бу эса ҳаракатланишни келтириб чиқаради. Эркин ҳаракатнинг жадаллиги суюқлик турига, макрозарраларининг температуралари фарқига ва жараён бўлаётган ҳажмга боғлиқ.
Суюқликнинг мажбурий ҳаракатланиши ёки мажбурий конвекция ташқи қўзғатувчилар: вентиляторлар, насослар ва шунга ўхшашларнинг таъсир этиши билан боғлиқ.
Булар ёрдамида суюқликни ҳаракатланиш тезлигини кенг кўламда ўзгартириш ва шу билан иссиқлик алмашинув тезлигини бошқариш мумкин.

Суюқликнинг оқиш тартиби

1884 йилда О. Рейнольдс ўзининг тажрибалари асосида, суюқликнинг ҳаракати ламинар ёки турбулент бўлиши мумкинлигини кўрсатиб берди.

Ламинар оқишда суюқликнинг зарралари аралашмасдан ҳаракатланади. Бунда оқиш йўналишига нормал бўйича иссиқликнинг узатилиши асосан иссиқлик ўтказувчанлик йўли билан амалга ошади. Суюқликнинг иссиқлик ўтказувчанлиги анча кичик (сув учун =0,60 Вт/(м.К)) бўлганлиги сабабли ламинар оқишда иссиқлик алмашиниш тезлиги катта бўлмайди.
Оқим тезлиги муайян қийматидан ортиши билан оқиш тавсифи кескин ўзгаради. Бунда оқимнинг тўғри ипга ўхшаш шакли ўзгариб, тўлқинсимон шаклга киради ва ниъоят бутунлай аралашиб кетади.
Суюқликнинг ҳаракати тартибсиз бўла бориб, оқим доимо аралашиб туради. Бундай оқиш турбулент оқиш дейилади.
Турбулент оқишда иссиқлик оқим ичида иссиқлик ўтказувчанлик йўли билан, шунингдек суюқликнинг деярли барча массасининг аралашиши йўли билан тарқалади. Шунинг учун турбулент оқишда иссиқлик алмашиниш ламинар оқимдагига қараганда анча катта бўлади.
Рейнольдс суюқликнинг қувурдаги оқиш тартиби wd/ – ўлчамсиз комплекснинг қиймати билан аниқланишини кўрсатди. Бу комплекс Рейнольдс сони деб айтилади:
Re=wd/v, (9.5)
бу ерда w – суюқликнинг ўртача тезлиги, м/сек; d – қувур диаметри, м; v – кинематик қовушқоқлик коэффициенти, м²/сек.
(9.5) формула ёрдамида исталган кесимдаги оқим учун Рейнольдс сонини ҳисоблаб чиқариш мумкин.
Рейнольдс сонини критик қиймати Re_кр=2300 эканлиги тажрибадан аниқланган. Re  2300 бўлганда оқим ламинар, Re  10000 да эса – турбулент бўлади.
Суюқликнинг қувурлардаги ҳаракатида ўзига хос хусусиятлари бор. Тезлиги w=cоnst бўлган суюқликни қувур бўйлаб ҳаракатини кўриб чиқайлик. (9.1-расм).
Суюқлик қувур бўйлаб оқа бошлаши билан ишқаланиш натижасида деворлар яқинидаги суюқлик зарралари деворларга ёпишади, натижада деворлар яқинида тезлик нолгача пасаяди. Суюқлик сарфи ўзгармаганлиги сабабли, тезлик қувур кесимининг ўртасида тегишлича кўпаяди. Бунда қувур деворларида гидродинамик чегара қатлам – суюқлик тезлиги w дан нолгача камаядиган қатлам ҳосил бўлади. Бу қатламнинг қалинлиги оқим бўйлаб ортади (9.1-расм).
Оқимнинг тезлиги ортиши билан чегара қатламнинг қалинлиги камаяди, суюқликнинг қовушоқлиги ортиши билан эса, қатлам қалинлиги ортади.
Гидродинамик чегара қатламида оқим ламинар 1 ва турбулент 2 бўлиши мумкин. (9.2-расм). Оқим тури Рейнольдс сони билан аниқланади.
Чегара қатламида оқим турбулент бўлса, у ҳолда девор яқинида оқиш ламинар бўлган жуда юпқа суюқлик қатлами ҳосил бўлади. Бу қатламни қовушоқ ёки ламинар қатламча 3 дейилади.
Суюқлик қувурга кирган пайтдан то барқарор оқим қарор топгунга қадар, чегара қатлам қалинлиги барча кесимни тўлдиргунча қувур узунлиги бўйлаб аста–секин ортиб боради. Шу пайтдан бошлаб тезликнинг ўзгармас профили юзага келади ва оқим барқарорлашади.