Gidromashinalar haqida umumiy tushunchalar

Bu fanning yuzaga kelishi ancha uzoq bo‘lib, bir necha ming yillik tarixni o‘z ichiga oladi. Umuman, insoniyat suyuqliklar bilan ma’lum ma’noda munosabat o‘rnatishi bilan suyuqliklar haqidagi qonuniyatlarni o‘rganishga kirishgan. Gidravlika fani tarixida dastlabki ilmiy asar Arximed tomonidan yozilgan (eramizdan avvalgi 287-212 yillar) «Suzuvchi jismlar» trakti hisoblanadi. Arximeddan keyingi 17 asr mobaynida Gidravlika fani taraqqiyotida sezilarli yutuklar bo‘lmagan.XV-XVI asrlarda Leonardo da Vinchi (1452 1519 yillar) “Suvning harakati o‘lchanishi” asarini yozdi, ammo bu asar 400 yildan keyin nashr etildi. S.Stevei(1548-1620 yillar) “Boshlang‘ich gidrostatika”, Galileo Galiley (1564-1642 yillar) 1612 yilda “ Suvdagi jismlar tushunchasi va ularning harakati” maqolasini yozdi, E.Torrichelli (1608-1647 yillar) kichik teshikdan oqayotgan yopishqoq bo‘lmagan suyuqlikning tezligini aniqladi, B.Paskal (1623-1662 yillar) suyuqliklarda bosimning tarqalish qonunini yaratdi, I.Nyuton (1643-1727 yillar) suyuqliklardagi ichki ishqalanish tushunchasini berdi. Nazariy jihatdan, Gidravlika fani Peterburg akademiyasining haqiqiy a’zolari D.Bernulli (1700-1782 yillar), L.Eyler (1707-1783 yillar) va M.V.Lomonosov (1711-1765 yillar) tomonidan rivojlantirildi. Gidravlika fani rivojiga katta hissa qo‘shgan olimlardan D. Poleni (1685-1761 yillar), A.SHezi (1718-1798 yillar), P.Dyubua (1734-1809 yillar), D.Venturi (1746-1822 yillar), YU.Veysbax (1806-1871 yillar), O.Reynolds (1842-1912 yillar) va boshqalarni keltirish mumkin.«Suyuqliklar mexanikasi» fanining eng rivojlangan davri sifatida XIX-XX asrlarni ko‘rsatish mumkin. Bu davrning mashhur tadqiqotchilari F.Forxgeymer (1852-1933 yillar), M.Veber (1871- 1951 yillar), Prandtl (1875-1953 yillar), M.A.Velikanov, (1879-1964 yillar), B.A.Baxmetov (1880-1951 yillar), N.N.Pavlovskiy (1886-1937 yillar), N.M.Vernadskiy (1882-1935 yillar), Rebok (1864-1950 yillar), Kox (1852-1923 yillar) va boshqalardir. Gidravlika fani, asosan, ikki yunalishda rivojlangan: 1. Nazariy yunalish — nazariya asoslarini matematik qonuniyatlar asosida o‘rganish. 2. Texnik yunalish, ya’ni suyuqliklarning nisbiy tinch holati va harakat qonuniyatlarini amaliyotda qo‘llashga doir tadqiqotlarni o‘tkazish va o‘rganish. Texnik yunalish - suyuqliklarning texnik atamasi, ya’ni “Gidravlika” deb atala boshlagan. Amaliyotdagi muammolarni echishni engillashtirish uchun ayrim cheklanishlar va taxminlarga yul quyiladi. Ko‘pgina hollarda suyuqliklar bilan bog‘liq fizik jarayonlarni o‘rganishda ma’lum masshtabdagi tadqiqot va eksperimentlar o‘tkazilib, ular natijasida, asosan, empirik va yarim empirik formulalar olinadi hamda hisob-kitob va loyihalashtirishda ulardan keng foydalaniladi. Gidravlika so‘zi grekcha “xyudor” va “aulikos” suzlari birikmasidan olingan bo‘lib, “suv” va “quvur” degan ma’nolarni bildiradi.

Moddalarning faza holati, asosan, temperatura T va bosim R ga bogʻliq. Molekulalarning oʻzaro taʼsiri oʻrtacha potensial energiyasining ularning oʻrtacha kinetik energiyasiga nisbatan faza holatini aniklaydigan kattalik ye(T, R) hisoblanadi. Qattiq jismlar uchun ye(G, R)“gʻ; bu molekulalarning oʻzaro taʼsir kuchining katta ekanligini va u molekulalarni muvozanat holat yaqinida ushlab turishini koʻrsatadi. Gazlar uchun ye(T, R)"gʻ; bu molekulalarning tortishish kuchi ularni birbiriga yaqin holatda ushlab tura olmasligini ifodalaydi. S uchun g(T, R)~gʻ. Bu esa suyuqlikni tashkil etuvchi molekulalarning uzluksiz betartib harakati va molekulalar orasidagi oʻzaro taʼsir kuchlarining qoʻshgan hissalari deyarli bir xil ekanligini koʻrsatadi.
Suyuqlikning makroskopik xossalari mexanika, fizika, fizikkimyo uslublaridan foydalanib oʻrganiladi. Masalan, muvozanat holatdagi suyuqlikning mexanik va issiklik xossalari termodinamika uslublari; muvozanat holatdan chiqarilgan Slarda sodir boʻluvchi jarayonlar qaytmas jarayonlar termodinamikasi; yaxlit muhit deb qaraluvchi suyuqlik harakati gidrodinamika; suyuq metallarning oʻziga xos oqimi magnit gidrodinamika uslublari orqali oʻrganiladi.
Jismlarning suyuqlik sirtiga qalqib chiqishi yoki suyuqlik ichida suzib yurishi yuqоrida aytilgan kuchlarning o’zarо nisbatiga bоg’liq. Shuning uchun suyuqlikka bоtirilgan jismlarga ta’sir etuvchi kuchlarning tеng ta’sir etuvchisini tоpamiz:
Jismlarning suyuqlik sirtiga qalqib chiqishi yoki suyuqlik ichida suzib yurishi yuqоrida aytilgan kuchlarning o’zarо nisbatiga bоg’liq. Shuning uchun suyuqlikka bоtirilgan jismlarga ta’sir etuvchi kuchlarning (2.4-rasm) tеng ta’sir etuvchisini tоpamiz:
R= -P1+P2-G= -H1S+H2S-1V
yoki
R= (H2-H1)S-1V.
Bu kuchni ko’taruvchi kuch dеb ataladi.
H=H2-H1 va HS=V ekanligini hisоbga оlsak, tеng ta’sir etuvchi ko’taruvchi kuch
R=( - 1)V.
Охirgi munоsabatdan quyidagi хulоsalar kеlib chiqadi:
1. Agar >1 bo’lsa, ya’ni jismning sоlishtirma оg’irligi suyuqliknikidan kam bo’lsa, ko’taruvchi kuch R musbat bo’ladi (yuqоriga yo’nalgan). Bu hоlda jism suyuqlik sirtida qalqib yuradi.
2. Agar =1 bo’lsa, ya’ni jism bilan suyuqlik sоlishtirma оg’irliklari tеng bo’lsa, u hоlda R=0, ya’ni jism suyuqlik ichida suzib yuradi.
3. Agar <1 bo’lsa, u hоlda ko’taruvchi kuch manfiy (pastga yo’nalgan) bo’ladi va jism suyuqlik tubiga cho’kadi.
Suzuvchi jismning qancha qismi suvga bоtib turushi va uning suzishiga taalluqli bоshqa qоnuniyatlar ma’lum bo’lib, biz ular haqida to’хtalib o’tishimizga hоjat yo’q.