Oqimlar strukturasining tipik matematik
modellari
Bo‘lib o‘tishning vaqt bo‘yicha taqsimlashini hisobga olib,
barcha o‘zaro ta’sirlashuvchi diffuziyali va issiqlik oqimlarning
xilma-xilligini quyidagi tipik matematik modellar ko‘rinishida
shakllantirish mumkin: ideal aralashtirish, ideal siqib chiqarish,
diffuziyali, yacheykali, sirkulyatsion va kombinatsiyalangan.
Sanab o‘tilgan tipik modellar quyidagi talablarga javob beradi:
1) ko‘rilayotgan sharoitlarda real oqimning asosiy fizik
qonuniyatlarini aks ettiradi;
2) yetarlicha soddadir;
3) tajribaviy yoki nazariy model parametrlarini aniqlashga imkon
beradi;
4) konkret jarayonlarni hisoblash uchun ulardan foydalanishga
imkon beradi.
Ideal aralashtirish modeli apparatga kirayotgan modda uning
butun hajmi bo‘yicha bir onda taqsimlanadigan apparatga
muvofiq keladi. Apparatning istalgan nuqtasida moddaning
konsentratsiyasi uning chiqishdagi konsentratsiyasiga teng. Ideal
aralashtirish modelining tenglamasi quyidagi ko‘rinishda
yoziladi:
bunda,
kir
C
– moddaning kirishdagi konsentratsiyasi;
C
—
moddaning apparatdagi va chiqishidagi konsentratsiyasi;
V
— appa-
ratning hajmi;
– apparatdan o‘tayotgan oqimning hajmiy sarfi.
Yuvib ketish usuli uchun kirish g‘alayonga ideal aralashtirish
modelining javobi Cn boshlang‘ich konsentratsiyali kamayuvchi
eksponensial bog‘liqlikka muvofiqdir (1-rasmda 1-egri chiziq):
1-rasm. Ideal aralashtirish modeli uchun javob funksiyalari:
1- yuvib ketish usuli (indikatorni impulsli kiritish usuli);
2- indikatorni pog‘onali kiritish usuli.
Indikatorning pog‘onali kiritilganda
konsentratsiyaning vaqt momentida
C=0 dan C=C
kir
gacha sakrash
ko‘rinishidagi o‘zgarishiga bo‘lgan
javob funksiyasi quyidagi ko‘rinishni
qabul qiladi (1-rasmda 2-egri chiziq):
Ideal aralashtirish apparatining uzatish funksiyasi modelning kirish
tenglamasini Laplas bo‘yicha o‘zgartirish yordamida aniqlanadi va
quyidagi ko‘rinishga ega:
Ideal aralashtirish modeli ancha soddaligi bilan ajralib turadi.
Shu bilan bir qator hollarda uning qo‘llanishi to‘la asoslangan.
Bu birinchi navbatda akslantiruvchi to‘siqlari bor jadal
aralashtiruvchi
apparatlarga
tegishlidir
(aralashtirgichli
apparatlar, aralashtirish tezliklari katta bo‘lgan sharoitlardagi
osti sferalisilindrik apparatllar va h.k.).
Ideal siqib chiqarish modelining asosida harakatga perpendikular
yo‘nalishda bir maromda taqsimlangan moddaning aralashtirishsiz
porshenli oqish farazi yotadi. Tizimda barcha zarralarning bo‘lish
vaqti bir xil va tizim hajmini suyuqlikning hajmiy sarfiga nisbatiga
teng. Bunday oqim, masalan, quvurli apparatda suyuqlikning
turbulentli oqish rejimida bo‘lishi mumkin. Bu holda tezliklar
profilini bir maromli, ya’ni oqimning ayrim elementlarini bo‘lish
vaqti bir xil deb hisoblasak bo‘ladi. Ideal siqib chiqarish modelining
tenglamasi quyidagi ko‘rinishda yoziladi:
bunda, t - vaqt, x - i tezlik bilan bo‘ylama bo‘yicha ko‘chayotgan
moddaning koordinatasi.
Impulsli turtkiga obyektning
reaksiyasi quyidagicha:
Obyektning pog‘onali turtkiga bo‘lgan
reaksiyasi quyidagi ko‘rinishda bo‘ladi,
ya’ni pog‘onali turtkidan so‘ng ma’lum
bir vaqt o‘tgandan so‘ng, chiqishda
o‘zgarish bo‘ladi.
Ideal siqib chiqarish apparatlari
uchun uzatish funksiyasi quyidagi
ko‘rinishga ega:
Dostları ilə paylaş: |