I м Iн
Gм Gн
(16. 38)
bundaaF
Iм Gм Iн Gн
aF
(16. 39)
Ko‘rinib turibdiki, ushbu holda kuchlar masshtabi natura va model uchun hisoblanganinersiyakuchlariganisbatanteng.
(16. 35) ifodaga muvofiq
IL3uL2
t
LuL2u2
t
(16. 40)
bunda L va t – vaqt va uzunlik kattaliklari.
Shuning uchun ushbu holatda dinamik o‘xshashlikni ta’minlovchi kuchlar
masshtabi aF
Iм
l 2 u 2
Iн
l 2 u 2
н н н
bunda
lм va lн
tabiiy (natura) va modellarning qandaydir o‘xshashchiziqli
o‘lchamlari.
2-rasm. Suyuqlikning oddiy hajmiga ta’sir etuvchi kuchlarsxemasi:
natura, b)modelda
Og‘irlik kuchlarining o‘lchamlarini quyidagi ko‘rinishda faraz qilish mumkin:
bundan,
G L3 g L3
(16. 42)
Gм м
gм м
l
l
3
(16. 43)
3
kelib chiqadi.
Gт н
gн н
(16. 41) va (16. 43) munosabatlarni hisobga olib, (16. 39) ga muvofiq quyidagini yozishimiz mumkin:
l2u2 g l3
l2u2 g l3
н н н н н н
Ko‘rinib turibdiki, dinamik o‘xshashlikka erishish uchun suyuqlikka faqat G kuch (inersiya kuchi I ham) ta’sir qilsa, kinematik o‘xshashlikni saqlashdan tashqari yana quyidagi ko‘rinishda qayta yozish mumkin bo‘lgan (16. 44) tenglikni saqlashni ham talab qilish zarur
u2 g l
bundan, (16. 44) ifoda o‘rniga quyidagiga ega bo‘lamiz
u2 u2
gмlм gнlн
Bunda u – berilgan nuqtadagi tezlik; l – qandaydir chiziqlik o‘lcham; g – og‘irlik kuchi tezlanishi. Bundan osongina yuqoridagi mavzularda suyuqlik harakatiga ta’sir etuvchi omillarni o‘rganishjarayonida
-teoremasini qo‘llab olingan, suyuqlik og‘irligini harakatga ta’sirini belgilovchi kattalikni olishimiz mumkin:
u2
Fr
gl
(belgi) (16.47)
Bu miqdorni Frud soni deb nomlanganligi bizga oldingi mavzulardan ma’lum.
Shunday qilib, suyuqlikka faqat og‘irlik kuchi ta’sir etganda, geometrik va kinematik o‘xshashliklar mavjud bo‘lib, natura va modelning oqim harakatlanayotgan ixtiyoriy mos nuqtalari uchun hisoblangan Frud soni bir xil bo‘lsa, dinamik o‘xshashlik mavjudbo‘ladi.
E’tibor qilamiz, bu holat (16. 48) ifoda faqat kuchlar uchburchaklarining o‘xshashligi ixtiyoriy nuqtalar juftliklarida mavjuddir.Bu dinamik o‘xshashliklarga erishish uchun barcha natura va modellarning barcha juft
nuqtalarida aF
kuchlar masshtabi tengligiga hamerishishzarur. Buoxirgi
holat geometrik o‘xshashlikning mavjudligi bilan ta’minlanadi.
l
Haqiqatdan ham, (16. 44) bog‘liqlik
aFqiymatni ifodalaydi. Bu
bog‘liqlikni
т2ga ko‘paytirib va
l 2ga bo‘lsak,
м м
т
a
l2 u2 g l
ifodaga ega bo‘lamiz.
мм м
l
u
F 2 2
нн н
мм
gнlн
(16. 49)
Faqat,
м н va
gм gн
deb hisoblasak, hosil bo‘lgan bog‘liqlikni
quyidagi ko‘rinishda qayta yozish mumkin:
bundan ko‘rinadiki, aF
a3.
1 м
a
u
u
2
a
F 2 2
l н
al
(16. 50)
l
Geometrik o‘xshash sistemalar uchun
al const
(butun hajmbo‘ylab)
kelib chiqadiki,
aF qiymati natura va modelning barcha o‘xshash nuqtalari
uchun bir xil bo‘lishi shart.
20.Suyuqlikka faqat ishqalanish (yopishqoqlik) kuchlarita’siri mavjud bo‘lganda giholat. Bunda dinamik o‘xshashlikni saqlash uchun kuch masshtabi ifodasi oldingidek qolishi kerak[(16. 41) tenglikka qarang]. Ishqalanish kuchlarining Nyuton tenglamasiga bo‘ysunishini hisobga olganholda,
yozishimiz mumkin:
bundan
T L2u v L u
L
(16. 51)
Tм vммlмuмTн vннlнuн
(16. 52)
ifodaga ega bo‘lamiz, bunda, o‘xshash chiziqli o‘lchamlari.
lн va lм – natura va modellarning qandaydir
(16. 52) ifodani (16. 41) bog‘liqlik bilan tenglashtirib,
l2u2 v lu
l2 u2 vннlнuн
ifodani hosil qilamiz.
н н н
Ko‘rinib turibdiki, suyuqlikka ta’sir etayotgan T va inersiya kuchi I
bo‘lgan holatda dinamik o‘xshashlikka erishish uchun kinematiko‘xshashlikdan
tashqari,(16.53)tengliksaqlanishigarioyaqilishzarur. Bu oxirgi tenglikni quyidagi ko‘rinishda qayta yozish mumkin:
yoki
lмuм lнuн
uм lм vм
vм
v н
lнuн
v н
(16.54)
(16.55)
bunda u – berilgan nuqtadagi tezlik; l – qandaydir chiziqli o‘lcham, masalan, quvur diametri D yoki gidravlik radius R va x. k.
v– suyuqlikning kinematik yopishqoqlik koeffitsienti [(1. 14) tenglikka qarang].
Bu ifoda yuqoridagi mavzularda suyuqlik harakatiga ta’sir etuvchi omillarni o‘rganish jarayonida -teoremasini qo‘llab olinganishqalanish kuchining suyuqlik harakatiga ta’sirini belgilovchi kattalikni olishimiz mumkin:
(belgi) (16.56)
Bu ifodao‘lchov birliksizbo‘lib, ishqalanishkuchiningharakatga ta’sirini bildiradi. Buparametrni Reynoldssonidebatalishi bizga ma’lum.
Shunday qilib, suyuqlikka faqat ishqalanish kuchita’sir etganda, geometric va kinematik o‘xshashliklar mavjud bo‘lib, natura va model-ning oqim harakatlanayotgan ixtiyoriy mos nuqtalari uchun hisoblangan Reynolds sonibir xil bo‘lsa, dinamik o‘xshashlik mavjudbo‘ladi
30. O‘xshashlikmezoni.
(16. 57)
Farazqilaylik, suyuqliksiqiluvchan bo‘lib, unga
faqat elastikkuchta’sir etmoqda. Yuqoridagi mavzularda suyuqlik harakatiga ta’sir etuvchi omillarni o‘rganish jarayonida -teoremasini qo‘llab olingan, elastiklik kuchining suyuqlik harakatiga ta’sirini belgilovchi kattalikkeltirib
chiqarilgan edi:
Yuqoridagidek muloxaza qilib, suyuqlikka faqat elastiklik kuchi ta’sir etganda, kinematic o‘xshashliklar mavjud bo‘lib, natura va modelning oqim
harakatlanayotgan ixtiyoriy mos nuqtalari uchun hisoblangan Koshisonibir xil bo‘lsa, dinamik o‘xshashlik mavjud bo‘ladi,deb fikr yuritishimiz mumkin.
Ko‘rinib turibdiki, natura va model orasidagi dinamik o‘xshashlikka erishish uchun suyuqlikka ta’sir etuvchi barcha kuchlar natura va modelning o‘xshash nuqtalarida ularni xarakterlovchi sonlarni (Frudsoni, Reynoldssoni, Karman soni, Koshi soni, Veber Struxal, Eyler vax.k.) bir xil bo‘lishini talab qiladi.
Bu o‘lchamsiz (Frudsoni, Reynoldssoni, Karman soni, Koshi soni, Veber soni, Struxal soni, Eyler soni vax.k.) sonlarning natura va modellardagi o‘xshash nuqtalarida qiymatlarining tengligi natura va modellar orasidagi dinamik o‘xshashlikni ko‘rsatganligi sababli, bular o‘xshashlik mezonlari deyiladi. O‘xshashlik mezonlarini o‘rganiladigan masalaning turiga qarab, ajratib qabul qilinishi gidrotexnika amaliyotida keng qo‘llaniladi. Bundan tashqari, ayrim hosilaviy o‘xshashlik mezonlaridan foydalaniladi. Masalan, Galiley soni:
Ga Fr
(16. 58)
Re 2 gl3
Oqimning harakatiga ta’sir etuvchi asosiy omillarni o‘rganganimizda o‘xshashlik mezonlari tarkibiga kiruvchi sonlarga batafsil ma’lumot berilganligini e’tirof etamiz.
40. O‘rtacha tezlik orqali ifodalangan o‘xshashlik mezonlari. Sekin o‘zgaruvchan oqimda xaqiqiy harakatdagi kesimlarni tekis deb hisoblash mumkin bo‘lgan xolatni ko‘rib chiqamiz. Keyinchalik, model va naturaning xajmiy o‘xshash kesimlarida tezlikning taqsimlanish qonuniyati bir xil deb hisoblaymiz.
Bunda natura va modelning o‘xshash kesimlarining belgilangan har qanday o‘xshash nuqtalari juftliklari uchun quyidagi munosabatlar o‘rinli bo‘ladi:
uм uн
м н
(belgi) (16.59)
bunda, uм
va uн
–o‘xshash nuqtalardagi suyuqlikning mahalliy tezliklari; м va
н – aytib o‘tilgan xaqiqiy kesimlarning o‘rtacha tezliklari.
(16. 59) tenglikdanquyidagi ifodani hosil qilamiz:
|