Дәрі Химиялық және фармацевтикалық технологияның негізгі процестерін жіктеу. Химиялық өндірісті оңтайландыру
Дәріс 3. Гидродинамика. Ағын сипаттамалары. Сұйықтық ағынының түрлері
жүктеу/скачать 2,17 Mb.
|
книга ПАХТ
| Дәріс 3. Гидродинамика. Ағын сипаттамалары. Сұйықтық ағынының түрлері
Гидродинамика дегеніміз - сұйық қозғалысының заңдылығын және сұйықтық қатты денемен ағу кезіндегі байланысын, сұйық ішіндегі қысымды зерттейтін гидравликаның негізгі бір бөлімі. Осыған байланысты сұйық механикасының ішкі және сыртқы есептері деген ұғым енгізіледі. Ішкі есептеріне құбырдағы, ашық арықтағы сұйық қозғалыстары, т.б. жатады. Сыртқы есептеулеріне сұйықтың қатты денені айналып ағу түрлері жатады. Гидравлика саласы сұйық кинематиканы динамикамен бірге қарастырады да, оның айырмашылығын, түрлерін зерттеумен қатар сұйық кинематикалық сипаттамаларына түскен күштерді есептемегендегі сұйық қозғалысын, ал сұйық динамикасы сұйық қозғалысына түсетін күштердің байланыстылық заңдылығын зерттейді. Гидравликалық сұйықты үздіксіз орта ретінде қарайды да, оның барлық кеңістіктігінде толық толтырады. Көбінесе гидродинамикалық есептерді шешкен кезде сұйықтың қозғалуы, оған түсетін сыртқы күштермен қатар салмақ күші, сыртқы күштермен қатар салмақ күші, сыртқы қысым, т.б. күштер белгілі болады. Сұйық қозғалысын түсіндіретін белгісіз факторларға ішкі гидродинамикалық қысым және кейбір кеңістіктегі әрбір нүктедегі сұйық жылдамдығының ағуы жатады. Гидравликалық қысым әр нүктеде оның координатының функциясы болып табылады, сонымен қатар уақыт аралығында өзгеруінен, ол уақыт функциясы t болады. Сұйық қозғалысының заңдылығын зерттеудің қиындығы, оның табиғатында және ең қиыны ондағы жанама кернеу күшті есептеу, ол бөлек сұйық, яғни үйкеліс күшін ескермей, сонан кейін жасалған теңдеуге өзгеріс енгізу арқылы, нақтылы сұйықтың үйкеліс күшінің әсерін еске алу ( ). Сұйық қозғалысын зерттеудің екі әдісі бар, олар: Ж. Лагранж бен Л. Эйлер әдістері. Ж. Лагранж әдісі – сұйықтың әрбір бөлшектерінің қозғалысын зерттеу, яғни оның қозғалысының траекториясы. Бұл тәсілдің өте қиындығы – көп тарамағандығы, соның кесірінен практикада көп қолданылмайды. Л. Эйлер әдісінің ерекшелігі – белгілі уақыттағы барлық сұйық қозғалысының кеңістіктегі, өр түрлі нүктедегі жағдайын зерттеу. Ал артықшылығы – кеңістіктегі қай нүктеде де болсын, қай уақытта да сұйық қозғалысының жылдамдығын табуға болады, яғни жылдамдық белдеуін тұрғызу бейнеленеді де, сұйық қозғалысының жылдамдығын табуға болады, яғни жылдамдық поясын тұрғызу бейнеленеді де, сұйық қозғалысын зерттеген кезде бұл тәсіл кеңінен қолданылады. Эйлер тәсілінің кемшілігі – жылдамдық ауқымын қарастырған кезде әрбір сұйық бөлшектерінің траекториясын тексермейді. Сұйық қозғалысының түрлері Сұйықтың ағынын зерттеу үшін қажетті кинематикалық үлгіні таңдап алу керек. Мұндағы сұйық ағынының табиғи заңдылығын зерттеудің қиындығын, оның ағу табиғатында және ондағы бөлшек арасындағы үйкеліс кедергісінің әсерінен жанама кернеу күшті есептеудің қиындығында. Бұл мәселені шешу үшін Л. Эйлер әдісін пайдаланамыз. Ол үшін, сұйық бөлшектерінің үйкеліс күшін ескермей (идеалды сұйық) теңдеу құру, арқылы есептеп, содан кейін осы теңдеуді тұтқырлық реалды сұйыққа ыңғайлап, ондағы үйкеліс кедергісінің әсерін еске алады. Сұйық қозғалысын зерттеу үшін Эйлер әдісімен танысамыз. Қимылсыз координата жүйесін таңдап алып, оны сұйық қозғалысының жылдамдығына жатқызамыз. Ағын ішіндегі нүктедегі жылдам (мгновенный) шама құратын жылдамдық координата осіндегі нүктенің орналасуына байланысты болады (3.14-сурет), яғни нүктенің орналасу координаты x, y, z және уақыт ішіндегі (t) жағдайына байланысты. Қаралып отырған М нүктесіндегі сұйық ағынның жергілікті жылдамдығын құраушы . жүктеу/скачать 2,17 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|