Тақырып Қатты дене, газ және сұйық механикасы Негізгі сұрақтар
Сұйықтың қозғалысы. Ток сызықтары және трубкалары. Үзіліссіздік теңдеуі. Бернулли теңдеуі. Ішкі үйкеліс күштері. Сұйықтағы және газдағы дененің қозғалысы
жүктеу/скачать 223.19 Kb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Бернулли теңдеуі
| Сұйықтың қозғалысы. Ток сызықтары және трубкалары. Үзіліссіздік теңдеуі. Бернулли теңдеуі. Ішкі үйкеліс күштері. Сұйықтағы және газдағы дененің қозғалысы
Сұйықтар мен газдардың қозғалысын және тепе-теңдігін зерттейтін механиканың бөлімі гидродинамика деп аталады. Механикада сұйықтар мен газдарды тұтас денелер ретінде қарастырады, себебі олар өздері тұрған көлемді толығымен алып, бірдей таралады. Сұйықтың қысымы мынаған тең Сұйықтың және газдың тепе-теңдік кезіндегі қысымы Паскаль заңына бағынады: Кез келген тыныштықта тұрған сұйықтың қысымы барлық бағытта және барлық көлемге бірдей таралады. Сұйық сығылмайтын болса, онда оның тығыздығы қысымға байланысты болмайды. Сұйық түтігінің биіктігі , тығыздығы , салмағы болса, онда түбіндегі қысым қысым биіктікке байланысты сызықты өзгереді. - гидростатистикалық қысым деп аталады. Архимед күші: сұйыққа батырылған денеге сұйықтың тарапынан жоғары қарай бағытталған кері итеруші күш әсер етеді, оның шамасы ығыстырылып шығарылған сұйықтың салмағына тең: мұндағы - сұйықтың тығыздығы, - сұйыққа батырылған дененің көлемі. Сұйықтар қозғалысын ағыс деп, ал қозғалыстағы сұйық бөлшектерінің жиынтығын ағын деп атайды. Сұйықтар, не газдар ағынында бағыты ағыс жылдамдығымен бағыттас болатын сызықтар жүргізуге болады. Мұны ағын сызықтары дейді. Сұйықтың ағын сызықтарымен шектелген бөлігін ағын түтігі дейді. Қозғалыс кезінде сұйықтар сығылмайды және ішкі бөлшектердің арасында үйкеліс болмайды деп қарастыратын болсақ, онда мұндай сұйықты идеал сұйық деп атайды. Ағысты сипаттайтын барлық шамалар, ағын сызықтарының формасы мен орналасуы, сұйықтың әрбір нүктесіндегі жылдамдық уақыт өтуімен өзгермейтін болса, ондай ағысты стационарлық ағыс деп атайды. уақыт ішінде көлденең қима арқылы көлем сұйық ақсын. 1 секундта қимасы арқылы сұйық көлемі, ал қимасы арқылы сұйық көлемі ағады. Сұйық сығылмайтын болса, онда 1 секундта қимасынан қанша сұйық өтсе, қимасынан да сонша сұйық ағып өтеді, яғни Осы қатынас сығылмайтын сұйықтың ағынының үзіліссіздік заңы деп аталады. Гидродинамика сұйықтардың қозғалысын зерттейді. Қозғалыс кезінде сүйықтар сығылмайды және ішкі бөлшектердің арасында үйкеліс болмайды деп қарастыруға болады. Мүндай сүйықты идеал сұйық дейді. Сұйықтар не газдар ағынында бағыты ағыс жылдамдығының бағытымен бағыттас болатын сызықтар жүргізуге болады. Мүны ағын сызықтары деп, ал сұйықтың ағын сызықтарымен шектелген бөлігін ағын түтігі дейді. Ағысты сипаттайтын барлық шамалар, яғни ағыс жылдамдығы, сұйық тығыздығы және ағынның берілген нүктелеріндегі температуралары өзгермейтін болса, ондай ағысты стационарлық ағыс деп атайды. Стационарлық ағыс кезінде ағын түтігінің кез-келген қимасынан бір өлшем уақыт ішінде ағып өтетін сұйык мөлшері бірдей болады. S=сопst (6.7) мүндағы - сұйык тығыздығы, - ағыс жылдамдығы, S - ағын түтігінің көлденең қимасы. (6.7) формуласы ағынның үзіліссіздік заңы делінеді. Бернулли теңдеуін қарастырайық. Ол үшін идеал сұйық ішінен көлденең қималары S1 және S2 -мен шектелген ағын түтігін бөліп алайық. Сұйық S1, -ден S2 - ге қарай қозғалсын. 10- сурет. S1 көлденең қимадағы жылдамдық , қысымы Р1, биіктігі , ал S2 көлденең қимадағы жылдамдық 2 кысымы Р2, биіктігі болсын. dt элементар уақыт ішінде сүйық массасы S1 және S2 қималарынан және қималарына орын ауыстырады. Энергияның сақталу заңы бойынша толык энергияның өзгерісі Ег – Е1 сыртқы күштердің массасы т сұйықты қозғайтын жүмысына тең болады. Е2 - Е1=А (6.8) мұндағы және сүйықтың сәйкес S1, S2 көлденең қималары тұсындағы толық энергиялары. (6.9) (6.10) Сондай -ақ S1 және S2 қималарымен шектелген массасы т сүйық dt уақыт ішінде тасымалданғанда жүмыс істелінеді.. Массасы сұйық S1 қимадан қимаға тасымалданғанда қашықтыққа , ал S -ден тасымалданғанда қашықтықкқа жылжиды. Сол кезде істелген жұмыс Екінші жағынан A=A1+A2, ендеше (6.11) (6.9), (6.10) және (6.11) формулаларын формулаға қойсақ шығады. болатындығын ескере отырып, тендеудің екі жағын V көлемге бөлейік, сонда (6.12) (6.12) формуласы Бернулли теңдеуі делінеді. Бұл формуладағы - динамикалық қысым, gh - гидростатикапық қысым, - статикалық кысым делінеді. Егер түтік горизонталь орналасса болады да, (6.12) формуланы төмендегідей жаза аламыз: (6.13) (6.7), (6.13) теңдеулері бойынша түтіктің кең жерінде статикалық қысым жіңішке жеріндегі қысымнан үлкен болады, ал жылдамдығы жіңішке жеріндегі жылдамдығынан аз болады. Бұны төмендегідей тәжірибеден де бақылауға да болады. Қимасы әртүрлі түтіктің әр жеріне қысымды өлшеу үшін манометрлер қойылсын (11-сурет). 11-сурет
Сонда түтіктің жіңішке жеріндегі В манометрдің көрсетуі кең жерлеріндегі А және С манометрдің көрсетулерінен төмен болатындығын көрінуге болады.
жүктеу/скачать 223.19 Kb. Достарыңызбен бөлісу:
|