Дәрі Химиялық және фармацевтикалық технологияның негізгі процестерін жіктеу. Химиялық өндірісті оңтайландыру
жүктеу/скачать 2.17 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Дәріс 4. Ньютон сұйықтықтарының турбулентті ағындары. Бернуллидің теңдеулері үшін идеалды және нақты сүйықтық және оны қолдану Сұйық дегеніміз
- Ньютондық
| Бақылау сұрақтары:
1) Гидродинамиканың зерттеу объектісі және оның негізгі мақсаты? 2) Сұйықтың бірқалыпты және бірқалыпсыз қозғалысы анықтамасы? 3) Қимыл, қима дегенді қалай түсінесіз және оның үш көрсеткіштерін (ауданына, ылғалданған периметріне және гидравликалық радиусына) түсіндіріп жазыңыз? 4) Гидравликалық радиус деген не? 5) Су өтіміне және ағынның орташа жылдамдығына анықтама беріңіз, өлшем бірлігін атаңыз? 6) Үздіксіз ағындар дегеніміз не? Дәріс 4. Ньютон сұйықтықтарының турбулентті ағындары. Бернуллидің теңдеулері үшін идеалды және нақты сүйықтық және оны қолдану Сұйық дегеніміз - физикалык дене, оның бөлшектері өте козғалғыш келеді де, аққыш жене сыртқы күш әcepiнен өзінің формасын өзгерте алатын касиеті бар. Сұйықтар сығылатын (газ турлі) және қысылмайтын немесе өте аз сығылатын (тамшылы) болып бөлінеді. Сұйық қозғалысының заңдылығын зерттеуді жеңілдету үшін идеалды (киялды) және реалды (нақтылы) сұйықтар деп eкiгe бөлінеді. Идеалды (қиялды) - тұтқырсыз сұйык, бұл сұйықта үйкеліс күші мен жанама кернеу күші болмайды да, сыртқы күш әсерінен оның көлемі өзгермейді. Реалды (нақтылы) - тұтқырлы сұйық, табиғатта кездесетін сұйық қысымымен температураның әсерінен көлемі өте аз өзгереді. Сондықтан гидравликада нақтылы сұйықты абсолютті сығылмайтын дене ретінде зерттейді. Реалды сұйық Ньютондық және Бингемдік болып бөлінеді. Ньютон сұйығындағы қозғалысты сұйық 6ip кабатының екінші қабатына қарағандағы жанама кернеу (ішкі үйкеліс) оның жылжу жылдамдығына пропорционалды болады. Егер сұйық тыныштықта тұрса, бұл кернеу күші нөлге тең болады. Ньютон сұйығына су, май, бензин, керосин, глицирин, ауа газдары, т.б. жатады. Бингем сұйығының ағысы өте баяу болады, Ньютон сұйығынан айырмасы - тыныштықта тұрған кезіндегі бұл сұйықта жанама күші (iшкi үйкеліс) болады, әpi мұның шамасы сұйыктың түріне байланысты. Бингем сұйығына битум, балшықты лай, колоидтар, т.б. жатады. Сұйық қозғалысының eкi режимі бар екенін бурыннан белгілі: ламинарлы (латын cөзi, “laminar” -қабат), қозғалысы кезінде сұйық ағыны қабат-қабат болып, аралас ағады және турбулентті (латын сөзі, “turbulents” - тәртіпсіз ағу) қозғалыс кезіндегі сұйық бөлшектері тәртіпсіз қорытынды түрде араласып ағады. Табиғаттағы сұйыктың ламинарлы режим козғалысы кезінде өте жоғары тұтқырлықта болады, олар: мұнай, мазут, майланатын материалдар, жерасты суларының топырақ кеуегіндегі қозғалысы. Сұйықтың турбулентті қозғалысы өте аз тұтқырлы сұйықта кездеседі, (су, бензин, спирт) олар құбырда, каналда, өзенде ағады. Сұйық қозғалысының режимінің түpi оған түciп тұрған күшке байланысты болады. Сұйық қозғалысы кезінде тұтқырлық iшкi үйкеліс күшіне байланысты болады. Егер сұйық қозғалысы кезінде тұтқырлық күшi басым болса, онда ламинарлы режимде болады, ал егер инерция күші басым болса, онда турбулентті режимді сұйық болады. Бұл жайлы орыс ғалымы Д.И. Менделеев 1880 жылы «Сұйықтың кедергісі туралы және әуеде ұшу» деген еңбегінде жазып қалдырған. Осы туралы ағылшын ғалымы О.Рейнольдс 1883 жылы толық зерттеп, тәжірибені оңай қондырғымен дәлелдеген. Бак, әйнекті құбырша жалғасқан вентилі арқылы кұбыршадағы сұйыктың жылдамдығын реттейді. Ыдыстағы сия түтік арқылы суды бояп ағады. Вентиль аз ашылса құбырша баяу жылдамдықпен ағады. Егер ағынға сияны ағызса, онда құбыршадан боялған сұйық ағады. Тәжірибеде сұйық жіп сияқты айналасындағы суйықпен араласпай ағады. Мұндай ағын қозғалысын ламинарлы қозғалыс деп атайды. Егер вентиль көбірек ашса, құбыршадағы сұйық ағынының жылдамдығы артады да, жіп сияқты аққан сия бұзылып, диффузияға айналып, құбырша қимасымен толып ағады. Мұндай қозғалысты О. Рейнольдс турбулентті қозғалыс деп атайды. О.Рейнольдстің тәжірибесі бойынша сұйық қозғалысының ламинарлы режимінен турбулентті режиміне белгілі 6ip жылдамдыктың кезінде өтуін ауыспалы кезең (критической) деп атайды. Жүргізілген тәжірибеге қарағанда, жылдамдық шамасы тура пропорционалды болады, оның кинематикалық тұтқырлығына және трубканың диаметріне d кepi пропорционалды болады: Бұл теңдеуді көбінесе былай жазады: мұндагы, - өлшемсіз Рейнольдс саны. Сұйықтың ламинарлы режим кезіндегі қозғалысы турбуленттік режимге ауысса, оны ауыспалы кезең деп атайды, таңбасымен белгілейді. Тәжірибеде ламинарлы режимнен турбулентті режимге ауысу кезең санын ( = 2320) анықтап тапқан. Егер де, құбырдағы сұйықтың қозғалысы Re 2320 болса – ламинарлы, ал Re 2320 болса – турбулентті қозғалыста болады. Егер сұйық қозғалысы кысымсыз болса, Рейнольдс санын құбырдың диаметрінсіз оның орнына гидравликалық радиустың мағынасын қою арқылы табады (R): мұндағы, яғни сұйық қозғалысы қысымсыз болғанда, ауыспалы кезеңдегі Рейнольдс 4 есе кем болады. Құбырдағы қозғалысымен салыстырғанда = 580. Сонымен, ағынның қысымсыз ағу кезінде Re 580 кем болса – ламинарлы режим, ал Re 580 артық болса - турбулентті режим козғалысы болады. жүктеу/скачать 2.17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|