Реферат бажарди: Нурматов э қабул қилди: асс. Ф. Нормаматов Қарши 2014


Gidravlik radius va ekvivalent diametr



Download 115,66 Kb.
bet3/3
Sana03.01.2022
Hajmi115,66 Kb.
#315718
TuriРеферат
1   2   3
Bog'liq
gidrodinamika

Gidravlik radius va ekvivalent diametr. Dumaloq bo`lmagan, istalgan shakldagi ko`ndalang kesimli trubalardan suyuqlik oqib o`tganda, asosiy chiziqli o`lcham sifatida gidravlik radius yoki ekvivalent diametri qabul qilinadi.

Truba yoki kanal ichida harakat qilayotgan oqim ko`ndalang kesim yuzasining perimetriga nisbati



gidravlik radius rг (m) deb nomlanadi:



F
rг П

(4)


bu erda F - suyuqlik oqimi ko`ndalang kesim yuzasi, m2; P - ho`llangan perimetr, m.

Ichki diametri d, ko`ndalang kesim yuzasi F = d2/4 va ho`llangan perimetri P = d bo`lgan dumaloq truba uchun gidravlik radius ushbu formuladan topiladi:



r F

г П

  d 2 / 4 d



d 4

(5)


Gidravlik radius orqali ifodalangan ekvivalent diametr quyidagi ko`rinishga ega

d de  4rg

Agar, (4) tenglamani inobatga olsak,

d 4  F

e П

Tomonlari a va v bo`lgan to`rtburchak ko`ndalang kesimli suyuqlik bilan to`ldirilgan kanallar uchun gidravlik radius ushbu tenglamadan aniqlanadi:



ekvivalent diametr esa



r F

g P

а v

2а  2v



а v

2  (а v)

de  4rg

4  а v

2  (а v)

2  а v

а v

Ichki diametri di va tashqi diametri dt bo`lgan ikkita trubalar hosil qilgan halqasimon trubalararo bo`shliqning ko`ndalang kesim yuzasi uchun ekvivalent diametr quyidagi tenglamadan aniqlash mumkin:

  d 2   d 2

4  Т и




T и

Т
d 4  F 4

4 d 2d 2


T и
  d d

e P   d

  •   dи dT dи

Dumaloq truba uchun de = d.

Turg`un va turg`unmas (noturg`un) oqimlar. Suyuqlik harakat qonuniyatlariga qarab turg`un va noturg`un oqimlar bo`ladi.

Suyuqlik oqimining turg`un harakati davrida vaqt o`tishi bilan suyuqlik zarrachalarining tezligi va boshqa omillar (bosim, zichlik, temperatura va hokazolar) o`zgarmaydi (dw/d=o, dp/d=o va hokazo), lekin oqimda kuzatilayotgan nuqta holatiga bog`liq:



w f1x, y, z;

р  f 2x, y, z;



h f3x, y, z

bu erda w - suyuqlik tezligi; p - bosim; h - oqim chuqurligi.

Turg`unmas harakat davrida tezlik, bosim va oqim chuqurligi koordinata va vaqtga bog`liq bo`ladi:



w f1 x, y, z, ; p f 2 x, y, z, ; h f3 x, y, z, 
Oqimlarning turg`un harakati uzluksiz, noturg`un esa - davriy jarayonlar uchun xarakterlidir. Turg`un harakat ikki xil bo`ladi: tekis va notekis.

Oqim uzunligi bo`yicha uning tezligi, bosimi, chuqurligi va shakli o`zgarmasa, suyuqlikning harakati tekis, lekin bularning aksi bo`lsa – notekis harakati sodir bo`ladi.

Oqim o`rtasida (o`qida) suyuqlik harakatining tezligi maksimal, devor atrofidagi oqimchalarda esa

- minimal bo`ladi. Oqimda tezliklar taqsimlanishi suyuqlik harakat rejimlariga bog`liq.



    1. Oqimning uzluksizlik tenglamasi


Uzluksiz harakat qilayotgan sharoitda suyuqlik oqimidagi tezliklar orasidagi bog`liqlikni ko`rib chiqamiz.

Buning uchun oqimdan hajmi dV = dx,dy,dz bo`lgan elementar parallelepipedni ajratib olamiz (1-rasm).

x o`qi bo`ylab harakat tezligining tashkil qilgan wx deb belgilaymiz. Unda, parallelepipedning dydz chap tomonidan cheksiz qisqa vaqt ichida unga quyidagi miqdorda suyuqlik kiradi:


  1. rasm. Suyuqlik oqimining uzluksizlik tеnglamasini kеltirib chiqarishga oid.


M x  wx dy dz d

bu erda  - suyuqlik zichligi.

Suyuqlik umuman siqilmaydi degan tahminni qabul qilamiz. Unda, suyuqlik zichligi  o`zgarmas bo`ladi.

Parallelepipedning qarama-qarshi tomonida




suyuqlikning tezligi

wx dx qiymatga farq qiladi va quyidagiga teng bo`ladi:

x

w wx dx

x x

O’ng tomondan d vaqt ichida oqib chiqqan suyuqlik miqdori quyidagiga teng:







   w wx dx dy dz d




xdx

x x



Parallelepipedda ortib borayotgan massa miqdori

ga teng bo`ladi.



dMx

M x

  • M xdx

  wx dx dy dz d

x

u va z o`qlari bo`ylab, suyuqlik massasining o`zgarishi quyidagiga teng bo`ladi:


dM y
dMz

  wy dy dx dz d



y

  wz dz dx dy d

z



Parallelepipedda d vaqt birligi ichida suyuqlik massasi umumiy miqdorining o`zgarishi koordinata o`qlari bo`ylab, uning o`zgarishlari yig`indisiga teng:

wx

wy

wz




dM dMx dM y dMz   

x

y

z

dx dy dz d



Agar, =const bo`lganda, parallelepiped ichidagi suyuqlik massasi o`zgarmas bo`lishi kerak.

Demak, massaning umumiy o`zgarishi dM=0 yoki



wx

x



  • wy

y

wz  0



z
(6)

yoki divw=0, bu erda

wx , wy , wz




  • x, y, z

o`qlari yo`nalishida tezliklarning o`zgarishi. Ushbu



x y z

tenglama siqilmaydigan suyuqlik oqimi uzluksizligining differenstial tenglamasi.



(6) tenglamani integrallagandan keyin, suyuqlikning turg`un harakati paytida truba quvurining har bir ko`ndalang kesimidan vaqt birligida bir xil miqdorda suyuqlik oqib o`tadi (2-rasm).

G1G2G3  ...  const

bu erda G - massaviy sarf, kg/s; G = wF.

(7)

    1. rasm. Suyuqlik oqimining uzluk- sizlik tеnglamasini kеlti-


rib chiqarishga oid

Tomchili, siqilmaydigan suyuqliklar uchun  = const bo`lgani uchun (7) tenglama ushbu ko`rinishni oladi:



w1 F1 w2 F2 w3 F3 const

(8)


    1. tenglamadan ko`rinib turibdiki, tomchili suyuqlik harakatining tezligi trubaning ko`ndalang kesim yuzasiga teskari proporstionaldir:

w1 F2 w2 F1

Shunday qilib, (8) tenglama massa saqlanish qonunining xususiy holi bo`lib, suyuqlik oqimining moddiy balansini ifodalaydi.

Agar, suyuqlik tarkibida havo yoki suv bug`i, yoki havo bo`shliqlari paydo bo`lsa, oqim


uzluksizligi buziladi.

    1. Suyuqlik harakatining Eyler differensial tenglamasi


Oqimning istalgan nuqtasida suyuqlik harakatining tezligi va bosim orasidagi bog`liqlikni L. Eylerning harakat tenglamasi yordamida ifodalash mumkin.

Ushbu tenglamani keltirib chiqarish uchun turg`un harakat qilayotgan ideal suyuqlik oqimidan



dV=dxdydz hajmli elementar parallelepiped ajratib olamiz (3-rasm).

Parallelepipedga ta’sir etuvchi og`irlik va bosim kuchlarining koordinat o`qlaridagi proekstiyalari quyidagicha bo`ladi:




x o`qiga
y o`qiga
z o`qiga

      • р dxdydz

x
      • р dxdydz


y
      • р dxdydz


z

Dinamikaning asosiy prinstipiga binoan, harakatdagi elementar suyuqlik hajmiga ta’sir etuvchi hamma kuchlar proekstiyalarining yig`indisi suyuqlik massasini uning tezlanishi ko`paytmasiga teng.

Parallelepiped hajmidagi suyuqlik massasi:



dm  dxdydz

Agar, elementar zarracha tezligi w, uning tezlanishi dw/d bo`lsa, tezlanishning koordinatlar o`qidagi proekstiyalari quyidagicha bo`ladi:



dwx ;

d

bu erda wx, wy, wz – x, y, z o`qlardagi tezliklar.

dwy ;

d

dwz .

d

Koordinata o`qlariga nisbatan tezlanishning proekstiyalari bo`ladi.

wx / d ,

wy / d

va wz / d



Suyuqlik oqimi turg`un harakat qilayotgani sababli wx / d , 0 ; wy / d  0 ; wz / d  0 .

Bunda, tezlikning vaqt o`tishi bilan o`zgarishi, fazoda olingan nuqta tezligining o`zgarishini emas, balki suyuqlik elementar zarrachasining fazoda bir nuqtadan ikkinchisiga o`tganda x, u va z o`qlarga mos keladigan tezlik miqdori wx, wy va wz larning o`zgarishini ko`rsatadi. Dinamikaning asosiy prinstipiga binoan:


dxdydz dwx


d

dxdydz dwy


d

р

x

р

y


dxdydz



dxdydz

dxdydz dwz


d

  g




р dxdydz


z


Qisqartirishlardan so`ng esa, ushbu tenglamalar sistemasini olamiz:

dwx

d

dwy

d

р



x



р

y




    1. (9)

dwz

d

 g р



z


Bu tenglamalar sistemasi turg`un oqimlar uchun ideal suyuqliklar harakatini ifodalovchi Eylerning

differenstial tenglamasi.

    1. Haqiqiy suyuqlik oqimi uchun Bernulli tenglamasi


Turg`un oqimlar uchun Eylerning differenstial tenglamalar sistemasini echish gidrodinamikada katta ahamiyatga ega va juda ko`p ishlatiladigan Bernulli tenglamasini olish imkonini beradi.

Agar, (9) tenglamalar sistemasining chap va o`ng tomonlarini dx, dy, dz larga ko`paytirib va suyuqlik zichligi  ga bo`lsak, ushbu ifodalarni olamiz:



dx dw   1 р dx



dx  x

dy dw   1 р dy




    1. (10)

dy  y

dz dw  qdz 1 р dz



dz  z

(10) tenglamalar sistemasidagi dx/d, dy/d va dz/d nisbatlar tegishli koordinata o`qlaridagi wx, wy va wz tezliklarning o`zgarishini ifodalaydi. Ushbu nisbatlarni tezlik orqali ifodalab, o`z o`rniga qo`ysak:

1 р р р



wx dwx wy dwy wz dwz  gdz x dx y dy z dz

 


Tenglamaning chap tomonidagi qo`shiluvchilar quyidagi ko`rinishda ifodalanishi mumkin:

w2


w2

w2


2


w dw


d x ;

w dw d y ;


w dw d z .


x x

Ularning yig`indisi esa,


2


y y

 


z z 2

w2


w2

w2

w2w2w2

w2


2

 



2





2


d x d y d z d x y z d

2   2  


bu erda w

w - tezlik vektorining kattaligi bo`lib, wx, wy va wz o`qlari uchun o`z qiymatiga ega.


Tenglamaning o`ng tomonidagi ifoda bosimning to`la differenstiali dr ga teng. Turg`un oqimlar uchun bosim fazodagi nuqta holatiga bog`liq bo`lib, istalgan nuqta uchun vaqt birligida o`zgarmaydi.

Demak,


w2 dp

d  


2
  • gdz

Ushbu tenglamaning ikkala tomonini erkin tushish tezlanishi g ga bo`lsak va hamma ifodalarni chap tomonga o`tkazsak, quyidagi ko`rinishga ega bo`lamiz:



w2 dp

d   dz  0

2g g

(11)

 


ya’ni:


Bir jinsli, siqilmaydigan suyuqliklar uchun =const.

Tenglamadagi differenstiallar yig`indisini yig`indilar differenstiali bilan almashtirilishi mumkin,



p w2

d z g 2g  0

bu erda


 
p w2

z   g 2g

const

(12)


Ushbu ko`rinishdagi ifoda ideal suyuqliklar uchun Bernulli tenglamasi

p w2

deyiladi. z g 2g kattalikka to`liq gidrodinamik napor yoki gidrodinamik napor deb nomlanadi.

 


Bernulli tenglamasiga binoan, ideal suyuqliklarning turg`un harakatida geometrik, statik va dinamik naporlar yig`indisi umumiy gidrodinamik naporga teng bo`lib, oqim bir trubadan ikkinchisiga o`tganda ham o`zgarmaydi.

p w2 p w2

z 1 1z


2 2

(13)


1g 2g 2g 2g

Bernulli tenglamasi energiya saqlanish qonunining xususiy holi bo`lib, oqimning energetik balansini xarakterlaydi. z - nivelir balandlik yoki geometrik napor (hg, m) deb ataladi va nuqta holatining



solishtirma potenstial energiyasini ifodalaydi. p

g



  • bosim napori yoki pezometrik napor (hc, m) deb

nomlanadi va bosimning solishtirma potenstial energiyasini ifodalaydi.

p

z g

yig`indi to`liq gidrostatik yoki statik napor (hst, m) deyiladi va ushbu nuqtadagi to`liq

 


solishtirma potenstial energiyani ifodalaydi.


2
w tezlik yoki dinamik napor (hd, m) deb nomlanadi va u ushbu nuqtadagi solishtirma kinetik

2g



energiyani xarakterlaydi.
Demak, turg`un xarakterdagi suyuqlik uchun potenstial
p

z g

2



w
va kinetik

2g

energiyalar

 


yig`indisi oqimning istalgan ko`ndalang kesimida o`zgarmas qiymatga ega.

Ma’lumki, haqiqiy (real) suyuqliklarda ichki ishqalanish kuchlari mavjud bo`lib, ular truba yoki kanallarda harakat qilganda, bir qism napor bu kuchni engishga sarf etiladi.

Haqiqiy suyuqliklar uchun Bernulli tenglamasi ushbu ko`rinishda yoziladi:

p w2 p w2

z 1 1z


2 2 h

(14)

yoki

1g 2g

2g 2g и


hг hc hg hи Н

bu erda hi - ishqalanish kuchini engish uchun sarflangan napor.

Agar, suyuqlik gorizontal trubada harakat qilayotgan bo`lsa, unda geometrik napor nolga teng bo`ladi, ya’ni hg=0. Unda



hc hд hи Н

(15)


Shunday qilib, Bernulli tenglamasi energiya saqlanish qonunining xususiy holi bo`lib, oqimning energetik balansini ifodalaydi.

  1. Suyuqlik harakatining Nave-Stoks differenstial tenglamasi


Suyuqlik oqimi harakatining Nave-Stoks differenstial tenglamasi 1845 yili keltirib chiqarilgan.

Bu tenglamani keltirib chiqarish uchun quyidagi tahminlar qabul qilinadi: suyuqlik siqilmaydi va kengaymaydi.

Qovushoq, haqiqiy (haqiqiy) suyuqliklar harakatida oqim zarrachalariga og`irlik va gidrostatik kuchlardan tashqari, ishqalanish kuchlar ta’sirini topish uchun harakatdagi haqiqiy suyuqlik oqimida cheksiz kichik parallelepiped shaklidagi elementar zarracha ajratib olamiz (2.7-rasm). Ishqalanish kuchlari parallelepipedning ustki va pastki tomonlari dF = dxdy yuzalariga urinma bo`ylab, ta’sir etmoqda.

Agar parallelepiped pastki tomonida urinma bo`ylab kuchlanish  bo`lsa, ustki tomonida esa:



  dz

z



bu erda

z



dz parallelepiped z o`qidagi pastki tomon

urinma kuchlanishining o`zgarishini ifodalaydi.

x o`qiga ta’sir etuvchi ishqalanish kuchlarining proekstiyasi quyidagiga teng bo`ladi:
      1. rasm. Navе-Stoks tеnglamasini kеltirib chiqarishga oid.


dxdy   dzdxdy   dxdydz






 
z z

Ushbu tenglamaga urinma kuchlanishi

   wx ni qo`ysak, quyidagicha ko`rinishga ega bo`lamiz:

z



wx




z

2 w



dxdydz   x dxdydz

z z 2




y
Umumiy holatda, agar uch o`lchovli oqim wx tezligining tashkil etuvchisi faqat z o`qi yo`nalishida emas, balki koordinataning hamma uch o`qi yo`nalishida o`zgaradi. Unda x o`qiga bir xil ta’sir etuvchi ishqalanish kuchlarining proekstiyasi ushbu ko`rinishda bo`ladi:


w
2

x

2 w



2 w





z dxdydz



x 2

y 2

z 2



Koordinata o`qlari bo`ylab ikkinchi hosilalar yig`indisi Laplas operatori deb nomlanadi:

2 w

x

w2

2 w


y
y

2 w


z
z

 2 w


(16)


x
Cheksiz kichik elementar parallelepiped shakldagi zarrachaga ta’sir etuvchi og`irlik, gidrostatik va ishqalanish kuchlari proekstiyalarining yig`indisi dinamikaning asosiy prinstipiga binoan quyidagiga teng:

dwx

d

  р  2 w




x
x

dwy

d

  р  2 w




y
y

(17)


dwz

d

 g р  2 w




z
z

(17) tenglamalar sistemasida g

-og`irlik kuchi,



р / x, р / y, р / z

  • gidrostatik bosim

o`zgarishi Laplas operatorini  ga ko`paytmasi – ishqalanish kuchlarining suyuqlik oqimiga ta’sirini xarakterlaydi. Tenglamalar sistemasining chap tomonlari inerstiya kuchlarining ta’sirini ifodalaydi.

Keltirib chiqarilgan 17) tenglamalar sistemasi trubada oqayotgan haqiqiy suyuqlik oqimining turg`un harakatini ifodalovchi Eyler differenstial tenglamasi deyiladi.

(17) dagi  = 0 bo`lganda, ideal suyuqlik oqimlarining turg`un harakatini ifodalovchi Eylerning differenstiial tenglamasini olish mumkin.

Haqiqiy suyuqlik harakatini to`la ifodalash uchun tenglamalar sistemasini keltirib chiqarishda suyuqlikning siqiluvchanligi va temperatura ta’sirida kengayishini, hamda oqimning uzluksizligini hisobga olish zarur.

Lekin, matematik ifoda murakkabligi uchun umumiy ko`rinishdagi Nave-Stoks differenstial tenglamalar sistemasini echish qiyin. Shuning uchun ushbu tenglamalar sistemasi ayrim xususiy hollar uchungina echilgan. Buning uchun, bu differenstial tenglamalardan o`xshashlik nazariyasi asosida bir qator o`xshashlik kriteriylari keltirib chiqariladi. Olingan kriteriylar jarayonlarni hisoblashda ishlatiladi.

  1. Bernulli tenglamasining amaliy qo`llanilishi


Kimyo va oziq-ovqat sanoatlarida suyuqliklar tezligi, sarfi va teshiklardan oqib chiqishini aniqlashda Bernulli tenglamasidan keng ko`lamda foydalaniladi.

Suyuqlik tezligi va sarfini o`lchash prinstiplari. Sanoatda va ilmiy tadqiqotlarda suyuqlik tezligi va sarfini o`lchash uchun drossel asboblar va pnevmometrik trubalar ishlatiladi.

Pito-Prandtl pnevmometrik trubkasining tuzilishi 2.8-rasmda ko`rsatilgan.

Trubkalarning har bir ko`ndalang kesimida suyuqlik sathlarining farqi, uning o`qidagi nuqtaning tezlik napori ht ni ifodalaydi. Trubkalardagi ishchi suyuqlik sathlarini U-simon differenstial manometr yordamida o`lchash qulay. U-simon difmanometr ichidagi suyuqlik ishchi suyuqlik bilan aralashmaydi va uning zichligi ishchi suyuqliknikidan ancha katta bo`ladi.


        1. rasm. O`lchov diafragmasi


        2. rasm. Pnеvmomеtrik trubka yordamida suyuqlik

tеzligini o`lchash.


Agar, trubadagi suyuqlik biror tezlikka ega bo`lsa, U-simon difmanometrda suyuqlik h

balandlikka ko`tarilishi dinamik naporni ko`rsatadi, ya’ni



w2

h 2g

Dinamik napor qiymatidan tezlikni topish mumkin:



w  (18)

Pito-Prandtl trubkasining oqimi yo`nalishida bo`lishi, suyuqlik tezligining umumiy taqsimlanishiga ta’sir etadi. Shuning uchun formulaga tegishli tuzatish koeffistienti kiritiladi:

w  

(19)


Formuladagi  sarf koeffistientining qiymati har bir o`lchov asbobi va pnevmometrik trubkalar uchun tajriba yo`li bilan aniqlanadi. Uning qiymati Reynolds kriteriysi va drossel asbobi diametri d0 ning truba diametri d1 nisbatiga bog`liqdir:

d0


  f Re,

d1

Suyuqlik sarfi esa sekundli sarf tenglamasidan topiladi:



V wF

Bu usulda suyuqlik tezligi va sarfini aniqlash oson, lekin pnevmometrik trubkani truba quvurining o`qiga o`rnatish qiyinligi uchun yuqori aniqlikka erishib bo`lmaydi.

Shuning uchun xalq xo`jaligining turli sohalarida suyuqlik va tezlikni o`lchash uchun drossel asboblar qo`llaniladi.

Bu asboblarning ishlash prinstipi trubalarning ko`ndalang kesimi o`zgarishi bilan dinamik bosimlar


farqining o`zgarishiga asoslangan. Drossel asboblar sifatida o`lchov diafragmasi, soplosi va Venturi trubalari ishlatilishi mumkin.

O’lchov diafragmasi yupqa diskdan yasaladi va o`rtasida dumaloq ko`ndalang kesimli teshik bo`ladi (4-rasm).

O’lchov soplosi nasadka bo`lib, kirish qismi asta-sekin torayib boradigan qayilishdan va chiqish qismi-stilindrik shaklga ega. U-simon differenstial manometr halqasimon a yoki b kanallarga ulanadi (5- rasm).






7- rasm. Venturi trubasi


        1. rasm O`lchov soplosi.


Venturi trubasida o`lchovchi diafragma va soplolarga nisbatan napor va bosimning yo`qotilishi kam bo`ladi (2.11-rasm). Bunga sabab, Venturi trubasida diametr d asta-sekin torayib, keyin esa asta- sekin kengayib, dastlabki holati d o`lchamiga qaytishdir. Lekin, bu asbobning kamchiligi shundaki, uning uzunligi juda katta. Bu esa, uning sanoatda keng qo`llanilishini ma’lum miqdorda cheklaydi.
Download 115,66 Kb.

Do'stlaringiz bilan baham:
1   2   3




Ma'lumotlar bazasi mualliflik huquqi bilan himoyalangan ©hozir.org 2024
ma'muriyatiga murojaat qiling

kiriting | ro'yxatdan o'tish
    Bosh sahifa
юртда тантана
Боғда битган
Бугун юртда
Эшитганлар жилманглар
Эшитмадим деманглар
битган бодомлар
Yangiariq tumani
qitish marakazi
Raqamli texnologiyalar
ilishida muhokamadan
tasdiqqa tavsiya
tavsiya etilgan
iqtisodiyot kafedrasi
steiermarkischen landesregierung
asarlaringizni yuboring
o'zingizning asarlaringizni
Iltimos faqat
faqat o'zingizning
steierm rkischen
landesregierung fachabteilung
rkischen landesregierung
hamshira loyihasi
loyihasi mavsum
faolyatining oqibatlari
asosiy adabiyotlar
fakulteti ahborot
ahborot havfsizligi
havfsizligi kafedrasi
fanidan bo’yicha
fakulteti iqtisodiyot
boshqaruv fakulteti
chiqarishda boshqaruv
ishlab chiqarishda
iqtisodiyot fakultet
multiservis tarmoqlari
fanidan asosiy
Uzbek fanidan
mavzulari potok
asosidagi multiservis
'aliyyil a'ziym
billahil 'aliyyil
illaa billahil
quvvata illaa
falah' deganida
Kompyuter savodxonligi
bo’yicha mustaqil
'alal falah'
Hayya 'alal
'alas soloh
Hayya 'alas
mavsum boyicha


yuklab olish