Қазақстан Республикасының Білім және Ғылы Министрлігі
Дөңгелек құбырдағы сұйықтың ламинарлы қозғалысы
жүктеу/скачать 5,28 Mb.
|
| 4. Дөңгелек құбырдағы сұйықтың ламинарлы қозғалысы
Ламинарлық режимде сұйықтың қозғалысы араласпайтын қабатшылы болғандықтан, сұйық ағысы құбыр осіне параллель және көлденең жылдамдық болмайды. Ламинарлық режимде сұйық қозғалысы механизмін қабатшалар диаметрі әртүрлі қозғалмалы цилиндр ретінде елестетуге болады. Кіре берістен алыстаған сайын, сұйықтың қабырғаға жанасып тұрған жерінде сұйық тежеле бастайды. Практика жүзінде құбыр бойымен қозғалыс кезінде ламинарлы режиммен көбінесе жоғары тұтқырлы сұйықтар кездеседі.(мұнай,керосин.майлар) Негізгі біртекті сұйық қозғалысының теңдеуіне сәйкес, үйкеліс күшінің кернеуін құбырдың көлденең қима бойымен бөлінуі мына формуламен анықталады. , (5.26) где - Гидравликалық бұрылыс - Ағын қимасының гидравликалық радиуы - Сұйықтың шартты салмағы; - Жанама кернеу Құбыр бойымен қозғалыс кезінде гидравликалық радиус құбырдың жарты радиусына тең болады ,ал жанама кернеу мына формуламен анықталады: . (5.27) 5.27 теңдеуде құбырдың радиусына байланысты тұрақты , шамаларында үйкеліс күші кернеуі өзгереді.Құбыр осьнде , ал қабырға жағында жанама кернеу максималды шамасына жетеді. . (5.28) Құбыр қабырғасына жанасып тұрған қабаттағы жылдамдық молекулалық өзара күштердің болуына байланысты нольге тең, ал құбыр осінде масксимал мәнге ие. От стенок трубы к её оси скорости нарастают плавно. График распределения скоростей по поперечному сечению трубы представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью – параболу (рисунок 5.5). Сурет 5.5 – Ламинарлы режимде жанама кернеу мен жылдамдықтың құбырдың ағын қимасында таралуы. Сұйық бөлшектерінің қозғалыс жылдамдығы құбырдың көлденең қима бойымен құбыр осьнен нүкте қашықтығына байланысты жылдамдықтың өзгеруі заңдылығымен анықталады.( Стокс заңы) , (5.29) мұнда - Сұйықтың динамикалық тұтқырлығы Құбыр қабырғасы ,болғанда құбыр осьнде жылдамдық максималды болады. . (5.30) . Құбырдын бойындағы көлемдік сұйық шығыны. , (5.31) мұнда параболоид биіктігі. Қима бойынша орташа жылдамдығы , (5.32) мұнда - шығын Құбырда сұйықтың ламинарлық қозғалысының орташа жылдамдығы максиамлды жылдамдықтан екі есе кіші . (5.33) Дөңгелең құбырларда ламинарлы ағыстың гидравликалық үйкеліс коэффициенті мына формуламен анықталады . (5.34) Дөңгелек құбырларда ламинарды ағыс кезінде ұзына бойы ағын шығыны Пуайзель формуласы арқылы анықталады. . (5.35) Ламинарлы ағыс кезінде ұзына бойы ағын шығыны бірінші сатылы жылдамдыққа тура пропорционалды болып келеді және құбырдың қабырғаларының кедір бұдарлығына тәуелді емес. Ламинарлы ағыстың құбыр басындағы қозғалысын келесідей қарастыруға болады.Егер сұйық белгілі бір резервуардан тұрақты диаметрлі тік құбырға түсетін болса және ламинарлы ағыспен қозғалатын болса онда кіре беріс көлденең қимасындағы жылдамдықтар бірдей болады. Сурет 5.6 Ламинарлы ағыстың бастапқы бөлігі Құбыр қабырғасы жанындағы сұйық қабаттары қабырға бойындағы үйкелістен қозғалысы тежеледі ,ал орталық ағын бөлігі ,қарқынды қозғалады себебі ағып жатқан сұйық лезде қозғалады.Тежелген сұйық қабаттары біртіндеп ұлғаяды ,құбыр радиусына тең болмағанша,яғни қабаттар құбыр осьнде бірігіуіне дейін.Ламинарлы ағынның түзілуі аяқталған соң, ламинарлы режимге сәйкес қисық жылдамдық параболалық формаға ие болады.Ламинарлы режим қозғалысының жылдамдық қалыптасу бөлігін бастапқы бөлік деп атайды. Бастапқы бөлік ұзындығы келесі формуламен анықталады . (5.36) Негізгі бөлігіне қарағанда Бастапқы бөлікте кедергі көп,сондықтан құбыр бөлігіндегі ағын шығының мына формуламен анықтайды,ұзындығы < , (5.37) Мұндағы - түзелетін коэффициент,құбыр кіре берісінің шартына Рейнольдс санына басқа факторларға тәуелді. жүктеу/скачать 5,28 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|