Gidravlikaning o’rganish sohasi va tarixi suyuqliklarning modellari haqida

4– T A J R I B A I SH I


QUVURNING UZUNLIGI BO’YICHA GIDRAVLIK ISHQALANISH KOEFFITSIYENTINI TAJRIBA YO’LI BILAN ANIQLASH
ISHDAN MAQSAD:


1) Suyuqlikning turli tartibdagi xarakati uchun tajriba yo’li bilan gidravlik ishqalanish koeffitsiyentini aniqlash.

2. 
   Suyuqlik harakatining tartibiga bog’liq holda gidravlik ishqalanish koeffitsiyentlari kattaliklarini aniqlash uchun hisoblash formulasini tanlash, qarshilik soxasini aniqlash.
   
3. 
   Hisoblash formulalaridan keltirib chiqarilgan gidravlik ishqalanish koeffitsiyentini tajriba yo’li bilan aniqlangan gidravlik ishqalanish koeffitsiyenti bilan taqqoslash.
   

QISQACHA NAZARIY MA’LUMOTLAR

Quvurdagi tekis xarakatlanayotgan oqim, quvur ichki yuzasiga ishqalanishi va suyuqlikning ichki ishqalanishi natijasida energiyaning bir qismini yo’qotadi. Bunday yo’qotilishlar oqimning uzunlik bo’yicha ishqalanish yo’qotishlari deb ataladi. Uzunlik bo’yicha naporning yo’qotilishi qaralayotgan quvur ikki kesimining to’la solishtirma energiyalari farqiga teng va o’zgarmas diametrli gorizontal quvurlar uchun quyidagi ko’rinishda bo’ladi:


(1)
Bu yerda: va - kesim yuzalariga mos keluvchi pьezometrlarning napori

Ishqalanish qarshiligini yengish uchun sarf bo’ladigan energiyani aniqlashda (1) tenglama asosiy xisoblanadi. Quvurning uzunligi buyicha napor yo’qotilishi Darsi-Vaysbax tenglamasi yordamida topiladi:

(2)
bu yerda: - gidravlik ishqalanish koeffitsiyenti;
V – quvurdagi suyuqlik harakatining o’rtacha tezligi, m/s;
L – quvurning uzunligi, m;
d – quvurning diametri, m;
g – erkin tushish tezlanishi, g=9,81 m/s²
(2) formula har xil tartibdagi suyuqlikning harakatiga mos keladi. Lekin koeffitsiyentlari laminar va turbulent tartiblar uchun har xil bo’ladi, va umumiy xolda quvur devorining g’adir-budurligiga bog’liq bo’ladi, ya’ni:

bu yerda: - g’adir-budurliklarning absolyut o’lchami.
Koeffitsiyent aniq tajriba ma’lumotlariga yoki ma’lum bo’lgan emperik bog’liqlik asosida aniqlanadi. Tajriba yordamida aniqlanish bo’yicha laminar harakatda g’adir-budurlik hech qanday qarshilik ko’rsatmaydi. koeffitsiyenti faqat Reynolds soniga bog’liq va quyidagi formula yordamida aniqlanadi:
(3)
Laminar tartibda napor yo’qotilishi tezlikka proportsional:

Turbulent oqimda quvur ichki devorida suyuqlikning yupqa laminar tartibdagi qavati hosil bo’ladi. Turbulent xarakatdagi suyuqlikning asosiy massasi (oqim yadrosi) bu qatlam bilan o’tuvchi soxada bog’liq bo’ladi. Laminir qatlam va o’tuvchi soxaning hammasi chegaralovchi soxa deyiladi. CHegaralovchi soxaning qalinligi mm larda o’lchanadi, bilan belgilanadi va Reynolds soniga bog’liq bo’ladi.
Agar devor g’adir-budurligi shu qatlamcha ichida yotsa suyuqlikni asosiy massasi harakat qilayotgan oqim yadrosidagi harakat turbulent tartibda bo’lib, bu soxa quvur devori va undagi g’adir-budurligi napor yo’qotilishi kattaligiga tasir qilmaydi. Bunday holdagi quvurlar silliq quvur deyiladi. Reynolьds sonining o’sishi bilan laminar qatlamcha qalinligi kichrayadi. ( > )
Agar sirt g’adir-budurlik balandligi shu laminar qatlamchaning qalinligidan katta bo’lsa, unda g’adir-budurlik turbilent yadroga yetib kiradi, bu holda naporning yo’qotilishi sirt g’adir-budirligiga bog’liq bo’lib qoladi va bunday sirtlar gidravlik g’adir-budur sirt deyiladi.
G’adir-budirlikning yo’qotilish kattaligiga ta’sir xarakteristikasi uchun g’adir-budirlikning nisbiy ekvivalentligi tushunchasi qo’llaniladi:

B u yerda: d – quvurning diametri. Nisbiy g’adir-budurlik va Reynonolds soniga bog’liqligini aniqlash uchun Nukuradze grafigi keltirilgan.
4.1-rasm. Nikuradze grafigi


Birinchi zona-laminar tartibdagi harakat soxasi, u 1-2-Z to’g’ri chiziq bilan ko’rsatilgan.
Ikkinchi zona - egri chiziq bilan belgilangan zona. Turg’un bo’lmagan zona hisoblanadi. Bu yerda Reynolds soni 1000-2300 dan 4000 orasida yotadi.
Uchinchi zona-turbulent tartibli zona. Bu zona o’ng vertikalida III joylashgan va bu yerda Re=4000. Quyidagi zona o’z navbatida uchta qarshilik soxasiga bo’linadi:
1) Gidravlik silliq quvur – to’g’ri chiziqdan asta-sekinlik bilan egri chiziqqa o’tishi nisbatan notekis soxa uchun Re=10⁵ bo’lganda teng. Bu soxada faqat Reynolds soniga bog’liq va Blazius formulasi yordamida topiladi:

3. 
   Kvadrat qarshilik soxasi grafikda I va II chiziqlar orasida joylashgan. Buni aniqlash uchun Alьtshul formulasidan foydalaniladi.
   

3) Kvadrat qarshilik soxasi (avtomodelli). Grafikda kvadrat qarshilik sohasi II chiziqning o’ng tarafida joylashgan. Bu sohada qarshilikka yo’qotilgan napor proportsional va gidravlik qarshilik SHifronson formulasidan topiladi:

QURILMANING TA’RIFI

Tajriba qurilmasi (4.2-rasm) (1) idishdan va undan chiqib ketadigan ichki diametri d=2.5cm bo’lgan quvur (2)dan iborat. Quvurda l=170 sm uzunlikdagi to’g’ri gorizontal uchastka bor. Uchastkani boshi va oxirida pьzometr (5) o’rnatilgan. Tajriba davomida quvurdagi suyuqlik harakatini barqarorligini ta’minlash uchun suyuqlik satxini o’zgarmas saqlash maqsadida oqib ketish quvurchasi (3) o’rnatilgan. Quvurning oxirida o’lchov idishi (7) o’rnatilgan. Suyuqlik sarfi quvurning boshi va oxirida o’rnatilgan (4) va (6) ventil yordamida boshqariladi.

4.2-rasm. Quvurning uzunligi bo’yicha naporning yo’qotilishini aniqlash qurilmasining sxemasi

TAJRIBA O’TKAZISH TARTIBI

1) Suyuqlik o’lchash idishi suyuqlik bilan to’ldiriladi.
2) Jumrak ochiladi (6), tajribada suyuqlikning sarfi eng kam bo’ladigan oqim tartibi o’rnatiladi. Tajribani (6) ventilni kamida Z xil ochilgan xolati uchun bajarish kerak.
3) Har bir tartib uchun quyidagilar aniqlanadi.
A) O’lchov idishiga kelib tushayotgan suvning xajmi va unga ketgan vaqt t.
B) h₁ va h₂ pьezometrlarning ko’rsatmasi.

HISOBLASH METODI

1) Asosiy uzunlik bo’yicha 1-1 va 2-2 kesim uchun tuzilgan napor yo’qotilishini Bernuli tenglamasi bilan topishimiz mumkin:

Shunday
2) Quvurda suyuqlikning sarfi va uning o’rtacha tezligi har bir tajriba uchun topiladi:
(sm³/s), (sm/s)
3) Darsi-Veysbax tenglamasi yordamida gidravlik qarshilik koeffitsiyenti topiladi:

4) Qarshilik sohasini topish uchun Re soni hisoblanadi:

5) Nazariy qism uchun uzunlik bo’yicha gidravlik ishqalanishning aniq soxasini formulasi tanlanadi.
6) O’lchash natijalari va uning hisoblari 4.2-jadvalida yoziladi.
4.3-jadval

Tartib	Turbulentli
Qarshilik sohasi	Gidravlik tekis quvur	Kvadrat qarshilikdan oldin	Kvadrat qarshilik
Gidravlik tekis quvur
Qarshilik sohasini aniqlash formulasi
Hisoblash formulasining misoli

4.4-jadval

№	Uzunlik bo’yicha yo’qotilgan naporni aniqlash			O’rtacha tezlikni aniqlash				Gidravlik qarshilik koeffitsiyentini aniqlash
			he	W	t	Q	V		Re	Obl. sopr.
	Sm	sm	sm	Sm^3	s	sm^3/s	Sm/s