Gidravlikaning o’rganish sohasi va tarixi suyuqliklarning modellari haqida

6 – T A J R I B A I SH I


SUYUQLIKNING OQIB CHIQISHINI ANIQLASH

ISHDAN MAQSAD:

1, Idishdagi suyuqlikning sathi o’zgaruvchan bo’lganda shu o’zgarishga ketgan vaqtni nazariy va amaliy aniqlash, ularni taqqoslash.
2, Idishdagi suyuqlikning sathi o’zgarmas va o’zgaruvchan bo’lganda sarf koeffitsiyentini aniqlash.

QISQACHA NAZARIY MA’LUMOT

Suyuqlikning idish teshigidan oqib chiqishi amalda ko’p uchraydi. Oqib chiqish 2 xil sharoitlarda ro’y berishi mumkin: idishdagi suyuqlik sathi o’zgarmas bo’lganda va o’zgaruvchan bo’lganda. Birinchi holda oqib chiqish shu oqayotgan suyuqlikning sarfi o’zgarmas, 2-holda esa sathining o’zgarishiga ketgan vaqt bilan xarakterlanadi.

Idish ichidagi suyuqlikning sathi o’zgarmas bo’lganida uning yupqa devoridagi teshigidan tushayotgan suyuqlik sarfini nazariy topaylik.
Ixtiyoriy qiyoslash 0-0 tekisligi (idish tagiga parallel) olib suyuqlikning balandagi sathiga mos keladigan 1-1 kesim uchun va oqib chiqayotgan suyuqlik eng kichkina qismiga mos keladigan 2-2 tekislik uchun Bernulli tenglamasini yozamiz. (Suyuqlikni ideal deb hisoblaymiz).
(1)

Ochiq idish bo’lgani uchun R₁=R₂; sath o’zgarmaganligi uchun W₁=0 shungdek z₁ = z₂=H u holda

yoki (2)
Real suyuqlik uchun bu tenglamaning o’ng tomoniga φ soni ko’-paytiriladi, ya’ni
.
Suyuqlikning idish teshigidan oqib chiqish tezligi uning 2-2 kesimdagi tezligidan kichik bo’ladi, chunki bu kesimdan teshikning ko’ndalang kesimi katta. Shuning uchun:

yoki hajmiy sarf:
(3)
bu yerda: - siqilish koeffitsiyenti,
- sarf koeffitsiyenti,
F_t – teshikning ko’ndalang kesim yuzasi m².
Sarf koeffitsiyenti tajribadan topilgan.
Qovushoqligi suvnikiga yaqin bo’lgan suyuqliklar tagi tekis idish teshigidan oqib chiqqanda 0,62 agar teshikka quvurcha yoki nasadka o’rnatilsa, 0,82 bo’ladi. Yuqoridagi olingan tenglamadan ko’rinib turibdiki idishdagi suyuqlik sathi o’zgarmas bo’lganda uning yupqa tagidagi teshigidan oqib chiqayotgan suyuqlik sarfi suyuqlikning sathiga va teshikning o’lchamlariga bog’liq bo’lib, idishning shakliga bog’liq emas.
Endi idishning suyuqlik sarfi N₁ dan N₂ gacha o’zgarishiga ketgan vaqtni topaylik. Bu uchun juda kichkina dt vaqt ichida oqib chiqqan suyuqlik sarfini yozamiz:
(4)
Shu dτ vaqt ichida suyuqlik sathi ham dH ga o’zgaradi va idishning ko’ndalang kesimi o’zgarmas bo’lgani uchun:
dv= -Fdh
bu yerda:
F – idishning ko’ndalang kesimi yuzasi m².
Tenglamaning o’ng tomonidagi manfiylik ishorasi suyuqlik sathining kamayishini ko’rsatadi.
Yuqoridagi ikki tenglamani tenglashtiramiz:

yoki
Bu tenglamalarni integrallab quyidagilarni olamiz:

TAJRIBA QURILMASINING TUZILISHI
SHahar suv eltkich tomonidan 5 - quvur orqali 1 - idishga suv keladi. Bu suvning sarfi 2 - vintel orqali sozlanadi. Bu idishning yon tomonida 3 - quvurning ko’rish shishasi, tagida esa uchta har xil diametrli 4 - nasadkali teshiklar bor (6 rasm).

6.1-rasm. Suyuqlikni idish teshigidan oqib chiqishni o’rganish qurilmasining sxemasi.

Ish ikki qismdan iborat bo’lib, 1-qismida 1-idish ichidagi suyuqlik sathi o’zgaruvchan bo’ladi. Har safar tajribani boshlashdan oldin 1-idish ixtiyoriy balandlikkacha suvga to’ldiriladi va shundan keyin 2-ventil yopiladi.

Ishning ikkinchi qismida suyuqlik sathi ham o’zgarmas, ham o’zgaruvchan bo’lgan xollar uchun suyuqlikning sarf koeffitsiyenti topiladi. Idishdagi suvning sathini bir xil tutib turish uchun 7 - oqish quvuri o’rnatilgan bo’lib ortiqcha suv shu quvurdan chiqib ketadi. Bunda ishni bajarish davomida 2 - ventil ochiq turadi. Oqib tushgan suv sarfi 6 - o’lchagich idish yordamida aniqlanadi. Ishning ikkinchi qismini bajarishda 1-idish tagidagi teshiklarning faqat bittasidan (eng kattasidan) foydalaniladi. Faqat bunda idish tagi tekis bo’lgan hamda teshikka nasadka (quvur bo’lagi) o’rnatilgan xollar uchun sarf koeffitsiyenti topiladi.

1-QISM

ISHNI BAJARISH TARTIBI

Ishning 1-qismida 2-ventil ochilib, 1-idish ixtiyoriy H sathigacha suvga to’ldiriladi va bunda ham 1-idish tagidagi teshiklar yopiq bo’lib 6-idish tagidagi 8-ventil ochiq bo’lishi kerak. Tanlangan H₁ balandlik daftarga qayd qilinib quyiladi. Shundan keyin 1-idish tagidagi teshiklardan biri ochiladi va ayni paytda sekund o’lchagich yuritiladi. Suv biroz oqqandan keyin teshik zudlik bilan yopiladi va sekund o’lchagich ham to’xtatiladi. Suvning birinchi idishdagi keyingi H₂ sathi hamda sekund o’lchagichning ko’rsatishi daftarga yoziladi. Tajribani har qaysi teshik uchun kamida 2 marta takrorlash kerak.

Hamma o’lchashlar tugatilgandan keyin hisobot tuzishga kiritiladi.
Idish tagidagi teshikdan suyuqlik oqib chiqqanda, uning ichidagi suyuqlik sathining H₁ balandlikdan H₂ balandlikka kamayishiga ketgan vaqt quyidagi tenglamadan topiladi:
(1)
bu yerda F – idishning ko’ndalang kesim yuzasi, m₂.
Barcha o’lchangan va hisoblangan kattaliklar 7.1 hisobot jadvaliga yoziladi.
6.1-jadval

№	O’lchangan kattaliklar			Hisoblangan kattaliklar
	Suvning dastlabki sathi H1 (m)	Suvning keyingi sathi H2 (m)	Tajribadan olingan vaqt , (sek)	Idishning ko’ndalang kesim yuzasi F, (m^2)	Teshikning ko’ndalang kesim yuzasi F, (m^2)
1
2

2-QISM
ISHNI BAJARISH TARTIBI

Ishni boshlamasdan oldin 1-idishdagi 4-teshiklar yopiladi va 2-ventil ochilib quyiladi. Bunda eng katta teshikning nasadkasi olib qo’yilgan bo’lishi kerak. Dastlab 1-idishdagi sath o’zgaruvchan bo’lgan xol uchun tajriba o’tkaziladi. Buning uchun 2-ventil ochilib 1-idish ixtiyoriy H₁ sathigacha suvga to’ldiriladi va 2-ventil yopiladi. H₁ balandlik daftarga yozib qo’yiladi.

Shundan keyin 1-idish tagidagi eng katta teshik ochiladi va darxol sekund o’lchagich ham yuritiladi. Suvning sathi H₂ sathga pasayganidan keyin teshik yopiladi va sekund o’lchagich to’xtatiladi. Sathning H₁ dan H₂ gacha o’zgarishiga ketgan vaqt daftarga yoziladi. Idish qaytadan H₁ balandlikka to’ldiriladi va tajriba 3-4 marta takrorlanadi.
Keyin 1-idishdagi suyuqlik sathi o’zgarmas bo’lgan xol uchun tajriba o’tkaziladi. Ishni boshlamasdan oldin 8-ventil hamda, 1-idish teshiklari yopiladi, 2-ventil ochilib 7-quvur sathigacha to’ldiriladi.
Ish davomida 3-ventil Shunday ochiq bo’lishi kerakki, 5-quvurdan tushayotgan suvning sarfi, idish tagidagi teshikdan oqayotgan suvning sarfidan ozroq ko’proq bo’lsin. Shundan keyin 1-idish tagidagi eng katta teshik ochiladi. Teshikdan vaqt birligi ichida oqib chiqqan suv, 8-ventil ochilib, 6-idishdan bo’shatiladi va o’lchashlar takrorlanadi. Bunda ham tajribalar 3-4 marta takrorlanadi.
Endi 1-idish tagidagi tekshirilgan teshikka nasadka o’rnatiladi va yuqorida yozilgan tartibda tajribalar 6-8 marta takrorlanadi.
TAJRIBA NATIJALARINI UMUMLASHTIRISH VA XISOBOT TUZISH

Suyuqlik sathi o’zgaruvchi bo’lgan xol uchun sarf koeffitsiyenti (1) tenglamadan, sath o’zgarmas xol uchun esa (7.3) tenglamadan topiladi. (2.3) tenglamadagi hajmiy sarf tenglamadan topiladi.

Bu yerda: V-teshikdan oqib tushayotgan suvning hajmi, m³,
τ-oqib tushish vaqti, sekund.
Sath o’zgaruvchan bo’lganda o’lchangan va hisoblangan kattaliklar 7.2-jadvalga, sath o’zgarmas bo’lgandagilar esa 7.3-jadvalga yoziladi.
6.2-jadval

№	O’lchangan kattaliklar			Sarf koeffitsiyenti	qo’shimcha
	Suvning dastlabki sathi H1 (M)	Suvning keyingi sathi H2(M)	Tajribadan olingan vaqt , (sek)
1 2 3

6.3-jadval

№	O’lchangan kattaliklar			Hisoblangan kattaliklar
	Suvning dastlabki sathi H1	Suvning oqib chiqish vaqti , (sek)	Suvning keyingi sathi H2(M)	Suvning sarfi Vx, m^3/sek	Sarf koeffitsiyenti	qo’shimcha
1
2
3