Mavzu: Suyuqlikning laminar va turbulent harakat tartibi. Turbulent harakat tartibi vaqtidagi napor bosimining yo‘qotilishi. Reja

Darsi-Veysbax tenglamasi

Gidrotexnikadagi hisoblash ishlarini olib borishda quvurlardagi suuqliklarning harakat qonunlari qatori ularning harakatlanishi mobanida umumiy energianing yo’qotilishi bilan bog’liq bo’lgan savollar ham yuzaga keladi. Harakatlanuvchi suuqlik energiasining yo’qotilishi quyidagi vaziatlarda yuzaga kelishi aniqlangan: quvur uzunligi va mahalliy qarshiliklar hisobiga. Ushbu qarshiliklar tarkibida energianing yo’qotitishi asosan quvur uzunligi bo’ycha sodir etilar ekan, mahalliy qarshiliklar tufali yuzaga keladigan energiyaning yo’qotilishi esa nisbatan kam qiymatlarni tashkil etarkan.

Quvurning uzunligi bo’yicha naporning yo’qotilishi Darsi-Veysbax formulasiga binoan quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda:
_tr– ishqalanishning uzunlik bo‘yicha qarshilik koeffitsiyenti yoki Darsi koeffitsiyenti deyiladi;
l– quvur uzunligi;
d– quvur diametri;
– quvurning chiqish kesimidagi tezligi, m/s;
– suyuqlikning zichligi, kg/m³.
- Darsi koeffitsiyenti yoki gidravlik qarshilik koeffitsiyentining qiymatlari suyuqliklarning harakat rejimlariga mos ravishda topiladi.
Laminar harakat uchun suyuqlikning gidravlik qarshilik koeffitsiyenti  Puazeyl formulasiga binoan quyidagi bog’lanish asosida topiladi:
_tr=

Agar Re = 10⁴ 10⁵ bo’lsa, u holda turbulent rejimdagi harakat uchun Darsi koeffitsiyenti _tr Blazius formulasi bilan aniqlanadi.

_tr=

Agar Re10⁵ bo’lsa, gidravlik qarshilik koeffitsiyentining qiymati _tr Nikuradze formulasiga binoan quyidagicha aniqlanadi:


Reynolds tajribasi


Suyuqliklarning quvurlarda (kanal) harakat tartibi ikki xil bo‘lishi mumkin: laminar va turbulent.
Laminar tartib parallel-oqimchali harakat bilan xarakterlanadi. Suyuqlikning ushbu usuldagi harakatlanishi davomida uning barcha qatlamlari parallel ravishda va o’zaro aralashmagan vaziyatda harkatlanadi deb o’rganiladi. Suyuqlik oqimining bu turdagi harakati asosan suyuqlik tezligining qiymatlari kichik bo’lgan vaziyatlarda hosil qilinishi aniqlangan. Shuningdek suyuqlikning laminar rejimdagi harakati kapillyarlardagi harakatida, turli suyuqliklarning g‘ovaksimon va shu kabi jismlardan sizib chiqishi jarayonlarida kuzatiligan.
Suyuqlik oqimining turbulent rejimdagi harakat tartibi suyuqlik qatlamlarining betartib, xaotik, o’zaro aralashgan vaziyatdagi o‘zgaruvchan va murakkab harakatlanish usulida navjud bo’ladi. Gidrotexnikada suv va boshqa suyuqliklarning harakati ularning qovushqoqligiga bog‘liq bo’ladi. Ushbu vaziyat isitish tizimining ventilyasiya bo’limida, gaz ta’min lash tizimida, issiq va sovuq suvlar bilan ta’minlash quvurlaridagi suyuqliklarning harakatlari turbilent rejimlarda uchraydi.
Bu ikki tartibning mavjudligi ingliz fizigi O. Reynolds tomonidan tajribada kuzatilgan va harakatning bu tartiblari aylana quvurlarida oqimni aniqlash uchun Re kattalik bilan to‘liq aniqlanishi isbotlandi:

Bu yerda:
Re – o‘lchamsiz son bo‘lib, u Reynolds soni deyiladi;
υ - suyuqlik harakatining o‘rtacha tezligi, sm/s;
d - quvur diametri, sm;
ν - suyuqlikning kinematik qovushqoqlik koeffisiyenti, sm²/s.
Oqimning laminar tartibdan turbulent tartibiga o‘tishiga to‘g‘ri keladigan Reynolds sonining qiymati, Reynolds sonining kritik qiymati deyiladi va Re_kr bilan belgilanadi.
Agar Rekr bo‘lsa oqim laminar, aksincha Re>Re_kr bo‘lsa oqim turbulent tartibda bo‘ladi.
Reynolds sonining ma’lum qiymatlarida oqimda ham laminar, ham turbulent harakatlar kuzatiladi. Reynolds sonining kritik qiymati bir qator faktorlarga: oqimning quvurga kirish sharoitiga, quvur devorining g‘adir-budirligiga va boshqalarga bog‘liq ravishda har xil qiymatlarga ega bo‘lishi mumkin
Asosan silindrsimon quvurlar uchun bu kritik qiymat Re_kr=2320 deb olingan. Reynoldsning bu qiymatiga to‘g‘ri keladigan tezlikning qiymati V_kr deb ataladi.
Demak, Re<2320 da laminar va Re>2320 da turbulent tartib kuzatiladi.
TAJRIBA QURILMASI
Tajriba qurilmasi qyidagilardan iborat: (3)- idishga shaffof shisha quvur (5) ulangan, suvning harakat tezligini rostlash uchun shaffof quvurning oxiriga (6)- jumrak o‘rnatilgan. Suvning sarflanish miqdorini o‘lchash uchun (7)- hajmli idish o’rnatilgan. Qurilmaning tarkibida kichik hajmli (1)- idishga rangli suyuqlik joylashtirilgan va uning harakatga keltirilishi (2)- jo’mrak yordamida amalga oshiriladi. Rangli suyuqlikning (5)- quvurga oqib kirishini amalga oshirish uchun kichik o’lchamli (4)- quvur o’rnatilgan. Suyuqlikning (5)- quvurdagi barqaror harakatini hosil qilish uchun magistral quvurdan kelayotgan suyuqlikning ortiqcha hajmi (3)- idishdan tashqariga chiqarib yuboriladi(cbros).
Tajriba qurilmasining ishlatish tartibi. Tajribada harakat tartibi asosan shisha naychada (5) kuzatiladi. Asosiy oqimga rang yuboriladi. Harakat tartibining o‘zgarishi jumrak (6) yordamida amalga oshiriladi.





1- rasm. Tajriba qurilmasining chizmasi.


TAJRIBANI BAJARISH TARTIBI

1. 
   (6) va (2) jo’mraklar yordamida (7) idish suv bilan to‘ldiriladi.
   
2. 
   Jumrak (6) biroz ochilib, (5) quvurdagi suyuqlikning ma’lum miqdordagi sarflanishi hosil qilinadi. Bu vaziatda suyuqlik oqimining bir tekisda harakatlanishi muhim ahamiyatga ega bo’ladi.
   
3. 
   Jumrak (1) ochilib, asosiy oqimga rang kiritiladi. So’ngra (5) shaffof shisha naydagi rangli va rangsiz suyuqliklarning harakat jarayonlari kuzatiladi. Rangli suyuqlikning suv bilan birgalikdagi oqimchali harakati oqim tartibining laminarligini bildiradi. Jumrak (5) sekinlik bilan ochilib, suyuqlik tezligi oshishi bilan harakat tartibi o‘zgarishi kuzatiladi. Oldin bo‘yalgan naychadagi suyuqlik to‘lqinsimon xarakterga ega bo‘ladi va laminar tartib turg‘unsiz holatga keladi. Tezlikning yanada oshishi bilan rangli oqim yo‘qoladi, butun suyuqlik bir xil rangga ega bo‘ladi. Laminar tartib harakati turbulent tartibga o‘tadi.
   
4. 
   O‘rnatilgan harakatda quvurdagi suvning sarfi aniqlanadi. Har qaysi tartib uchun o‘lchov idishiga t vaqtda keladigan suvning hajmi W aniqlanadi va shu vaqt ichidaga suvning temperaturasi o‘lchanadi.