5.1 .Tezlikning silindirik quvur kesimi b o‘ yicha taqsimlanishi
Qovushoq suyuqliklar quvurda laminar harakat qilganda
uning oqimchalari bir-
biriga parallel harakat qiladi. Quvur devorlari esa unga yopishib qolgan suyuqlik
zarrachalari bilan qoplanadi. Shunday qilib, quvur devoridagi
suyuqlik zarrachalarining
tezligi nolga teng. Suyuqlikning devorga
yopishgan qavatidan keyingi qavati esa
suyuqlik zarrachalari bilan qoplangan quvur devori ustida sirpanib boradi.
Agar quvur
ichidagi suyuqlikni xayolan cheksiz ko‘ p yupqa qavatlarga ajratsak, u holda har bir
qavat o ‘ zidan oldingi qavat sirtida siljib boradi. Yuqorida aytilganga ko‘ra quvur
devori
sirtidagi qavatning tezligi nolga teng b o‘ lib, quvur o ‘ qiga yaqinlashgan sari tezlik oshib
boradi. 0 ‘ qda esa tezlik maksimal qiymatga ega boiadi. Shuning uchun quvur ichidagi
ishqalanish kuchi Nyuton qonuni bilan ifodalanadi:
du
т = - ц —
dr
Quvur ichida uzunligi / va radiusi
r
bo‘ lgan elementar naycha ajratib olamiz (5.1-rasm).
Bu naychaning yuzalari
dco bo‘ lgan 1-1 kesimi b o ‘yicha
p\ bosim, 2-2 bo‘ lgan
kesim
bo‘ yicha esa
p 2 bosim ta’ sir qilsin. Radusi R bo‘ lgan tekshirilayotgan quvurdagi harakat
gorizontal va tekis b o ‘ lsin. U holda elementar naychaga ta’ sir qilayotgan kuchlar
5.1-rasm. Laminar harakatda tezlikning quvur kesmi bo'yicha taqsimlanishi
1-1 kesimdagi
bosim kuchi
Pt = ptda
2-2 kesimdagi bosim kuchi
ishqalanish kuchi
dan iborat.
U holda elementar naychaning muvozanat shartidan quyidagini yoza olamiz.
Pl - P 1- T = 0
Elementar naycha
kesimi
dS
=
nr1
ekanligini
nazarda tutib, (5.1) dan quyidagi
tenglamani keltirib chiqaramiz:
2
du
m-~ps - 7tr p2 +
filj7rl— = 0
dr
Bu tenglamadan ushbu differentsial tenglamani keltirib chiqaramiz:
du _
r
p,
—
p 2
/ 5
2
.
dr
2p
I
Oxirgi tenglamaning o ‘ zgaruvchilarini ajratamiz
du =
— — rdr
2 pi
va chap tomoni
и dan
0 gacha, o ‘ ng
tomonini esa r dan
R gacha integrallab, tezlik
uchun munosabat keltirib chiqaramiz:
Hosil qilingan tenglama parabola tenglamasi bo‘ lib, u tezlikning silindrik quvur kesimi
bo'yicha taqsimlanishini ko‘ rsatadi. (5.3) dan ko‘ rinib
turibdiki, quvurdagi harakat
tezligi
r =
0 da maksimumga erishadi
Demak, silindrik quvurda laminar harakat tezligi ko‘ndalang kesimda parabola qonuni
bo'yicha taqsimlangan bo‘ ladi. Tezlikning maksimal qiymati esa quvuming o ‘ qi
bo‘yicha y o ‘ nalgan bo‘ ladi. Endi quvurda oqayotgan suyuqlikning sarfini topamiz. Eni
dr
ga teng boMgan halqa bo‘yicha oqayotgan (5.1-rasm) elementar sarf quydagiga teng
boMadi:
dQ = 2
nrdru
Oxirgi tenglikka (5.3) dan tezlikning formulasini qo‘ysak, quyidagini olamiz:
Bu tenglikning chap tomonini Odan
Q gacha o ‘ng tomonini esa Odan 7?gacha integrallab
(5.3.)
dQ =
-2 n r P'- Pl-(r2 - R2)d r.
4
pi