mg = πd.
Qiymatni almashtirishdan so'ng a formuladan (2.2) meniskusning massasini aniqlash uchun ifoda topamiz
m= pdar. (2.3)
Hidrometrening cho'milish chuqurligi to'g'ridan-to'g'ri kapillyar doimiy suyuqlik bilan mutanosib va gidrometri majmuasining diametriga teskari proportsionaldir. Bu katta botish tufayli katta kapillyar doimiy suyuqlikda, hidrometer shkala zichlik qiymatlari yuqoridan pastga ko'tariladi, chunki, kerak bo'lgandan ko'ra past zichlik ko'rsatadi.
2.4 Suyuqlikda gidrometrli tenglik tenglamasi
Keling, suyuqlikda suzib yurgan gidrometrga amal qiluvchi kuchlarni batafsilroq ko'rib chiqaylik va gidrometrning asosiy o'lchamlari bilan suyuqlikning zichligi o'rtasidagi munosabatni o'rnatadigan gidrometrning muvozanat tenglamasini olaylik. Keling, quyidagi simvollarni tanishtiraylik:
ρ – suyuqlikning zichligi;
a – kapillyar suyuqlik konstantasi;
v0 – butun gidrometrning hajmi;
v – shkalaning pastki zarbasiga gidrometr jismining va tayoqchaning bir qismi hajmi;
l – shkalaning pastki zarbasidan suyuqlik darajasigacha bo'lgan masofa;
S – tayanchning halqaro maydoni;
L – tayoqchaning o'zaro qatnov qismining aylanasi;
m – mаssа аrеmеmеtаrа;
D – havoning zichligi;
g erkin tushish tezlanishidir.
Suyuqlikdagi gidrometrning tengligi uchun suyuqlikdagi gidrometrni cho'mdiruvchi kuchlar bilan uni suyuqlikdan chiqarib yuboradigan kuchlar o'rtasida tenglik bo'lishi zarur.
2.8-chizma – Gidrometrga amal qiluvchi kuchlar
Aytaylik, suyuqlik gidrometri baholanadigan haroratga ega. Gidrometrni suyuqlikka cho'mdiruvchi kuchlar gidrometr G M = mg va meniskus G M = La ρg og'irligidan iborat (2.8-rasm). Buoyant kuch quyidagi uch kuchning yig'indisiga teng: gidrometr Pa = (v + lS) ρg ning cho'milgan qismi hajmidagi suyuqlikning og'irligi; tayoqcha P c = (vo–v–lS)Dgning ko'rinmas qismi hajmidagi havoning og'irligi ; Meniskus hajmidagi havoning og'irligi (ikkinchisi meniskus massasini bo'lish orqali aniqlanadi, formulasi bilan ifodalanadi (2.3), suyuqlik zichligi bilan) PM = LaDg.
Gidrometr muvozanat holatini quyidagicha ifodalash mumkin:
(m + La ρ)g =[(v + lS) ρ + (v 0–v–lS)D + LaD]g
yoki
m – v0 D + La(p–D) = (v + lS) (P – D).
M–v0D farqi gidrometrning massasi minus havo massasini gidrometr hajmida, ya'ni havoda og'irlik bilan aniqlanadigan gidrometr M ning massasi ekanligini hisobga olib, quyidagi sonli tenglamani olamiz:
M + La(ρ–D) = (v + l5)( ρ–D). (2.4)
2.5 Gidrometr dizayni asoslari
Gidrometrni loyihalashda suyuqlikda suzayotganda uning barqaror muvozanati ta'minlanishi uchun bunday shakl va o'lchamlarni berish kerak. Buning uchun quyidagi shartlar bajarilishi lozim:
gidrometri og'irlik markazi va buoyant kuchning qo'llanilish nuqtasi gidrometr orqali ko'chirilgan suyuqlik hajmining tortishish markazi bilan bir xil vertikal tekis chiziqda yotadi;
gidrometri tortishish markazi buoyant kuch qo'llash nuqtasi ostida bo'lishi kerak.
Birinchi shartni bajarish uchun gidrometrga vertikal o'qi bo'yicha simmetrik shakl beriladi. Ikkinchi holatga rioya qilish uchun gidrometr tanasining pastki qismi ballast bilan to'ldiriladi.
Ballastning massasi gidrometrning umumiy talab qilinadigan massasi asosida tenglama (2,4) ga muvofiq aniqlanadi. Agar (2.4) tenglamada La(ρ–D) atamasini nisbati kichik deb tashlab qo'ysak, va havo zichligining ta'sirini ham e'tiborsiz qoldiradi, so'ngra gidrometrni shkaning pastki zarbasiga cho'mdirish holati uchun (l = 0) biz M≈vρ olamiz, ya'ni gidrometrning massasi bu insultga to'g'ri keladigan suyuqlikning zichligi bo'yicha o'z tanasining hajmining pastki zarbasigacha bo'lgan mahsulotiga taxminan teng. Nihoyat, ballastning massasi eksperimental ravishda sozlanadi.
Katta zichliklarni qoplaydigan shkalali gidrometr uchun, agar uning tanasi silindrik holga keltirilsa (qarang: 2.1- rasm, a), tortishish markazi ko'chirilgan suyuqlikning tortishish markaziga yaqin joylashgan bo'ladi, ya'ni gidrometrning muvozanati muvozanatsiz bo'ladi. Bunday holda, hidrometri og'irligi markazini pastga tushirish mumkin emas, shuning uchun tananing shpindel shakli berilgan ko'chirilgan suyuqlikning tortishish markazini ko'tarish kerak (2.1, b shaklga qarang).
Gidrometrning o'lchamlarini hisoblash uchun gidrometr muvozanatining soddalashtirilgan tenglamasidan foydalanamiz. U tenglamadan olingan (2,4), agar tashlab yuborsak, kichik bo'lib, meniskusning ta'sirini hisobga olgan termin, to'g'ri qismdagi D ning qiymati:
Do'stlaringiz bilan baham: |