§ 60. Сүнықтар мен газдардағы денелердіц

1 5 6 - с у р е т .
(156-сурет) R күшіи біреуі Q дене қозғалысына қарсы 
(пемесе денеиі каптай ағып келе жатқан ағын қозғалы- 
сы жағыпа) бағытталған, ал екіншісі Р осы багытқа
перпендикуляр 
бағытталған 
екі құраушыға жіктеуге бола- 
ды. Q жәпе Р құраушылары 
м а д д а й л ы қ
к е д е р г і 
және к ө т е р г і ш к ү ш деп 
аталады. Қозғалыс бағытына 
қарағанда симметриялы орна- 
ласқан денете маңдайлық ке- 
дергі ғана эсер ететіндігі1 ал 
көтсргіш күш бұл жагдайда 
нольге тең болатындыгы түсінікті.
Есептеулерге қараганда денелердің идеал сұйықтағы 
бір қалыиты қозғалысы маңдайлық кедергісіз өтуге тиіс- 
ті. Тұтқырлыққа ие болмантын идеал сүйық дене бетімсн 
еркін сырғи отырып, оны орай ағады. 157-суретге өте 
ұзын «шексіз» цилипдрді идеал сұйықтыц орай аққан- 
дағы ағын сызықтары көрсетілген. Толық орай ағу сал- 
дарынан ағын сызықтарының бейнесі 
А
және 
В
нүкте- 
лері арқылы өтетін түзу- 
ге қарағанда да сол сияқ- 
ты 
С
және 
D
нүктелері 
арқылы өтетін түзуге Ка­
раганда 
да 
толығымен 
симметриялы 
болады.
Сондықтан /1 жэне 
В
нүк- 
телердің маңындағы қы- 
сым бірдей 
(және бұл 
нүктелердің 
маңында 
жылдамдық аз болған- 
дықтан, 
ұйтқымаған 
ағынға қарағанда үлкен)
болады; дәл осылай 
С
және 
D
нүктелеріиің мацыпдағы 
қысым да бірдей (және бул нүктелердің мацында жыл- 
дамдық үлкеп болғандықтан, үіітқымаған ағыпга кара- 
ганда төмеіі) болады. Демек, цилиндр бетіндегі корыт- 
кы кысым күші (түткырлық болмаған кезде мацдайлық 
кысым тудыра алатын) полі.ге тец болаті.іп л п -і т\сіиік- 
ті. Дәл осындай нэтпже баска формалы депедер \ .пін де 
алынады.
Денс түткырльтгы бар сүнық ішіиде қозгалганда қү-
216

былыстар басқаша өтеді. Бұл жағдайда сұйықтыц өтс 
жүқа қабаты дененің бетіне жабысып қалады да, үйке- 
ліс салдарынан келесі қабаттарды өзімен ілестіре оты- 
рып, денемён бірге біртұтас қозғалысқа қатысады. Дене 
бетінен алыстаған сайын қабаттардың жылдамдығы 
кеми берсді де, ақырыида, сұйық бетінен белгілі бір қа- 
шықтықта, суйық іс жүзінде дене қозғалысы салдарынан 
үйтқымайды. Сонымен, денс жылдамдықтың градиенті 
бар сүйық қабатымен қоршалады. Бұл қабат ш е к а 
р а л ы қ деп аталады. Бұл қабатқа үйкеліс күші эсер 
етеді де соңында денеге түсірілген бұл күш мандайлық 
кедергініц пайда болуына әкеліп соғады. Іс осымен біт- 
пейді. Шекаралық қабаттың болуы сүйықтың дснені 
орай ағу сппатын түбірімен өзгертсді. Толық орай ағу 
мүмкін болмай қалады. Үйксліс күшінін беттік қабатта- 
ғы әсері ағынның дене беті- 
нен үзілүіне әкеліп соғады, 
мұның нәтижесінде дененіц 
артқы жағында қүйын пай­
да болады (158-суретті қа- 
раңыз, мүнда түтқыр сүйық- 
тыц цилиндрді орай ағуы 
көрсетілгеп). Ағын құйын- 
дарды ілестіріп әкетеді де, 
үйкеліс салдарылан біртін- 
дсгі барып өшсді. Бұл жағдайда құйын энергиясы сүйық- 
ты қыздыруға шығындалады. Дененің артқы жағындагы 
құйындалған аймақта пайда болатын қысым төмсн бо­
лады, сондықтан қорытқы қысым күші нольдсн өзгеше 
болыгі, өз тарапынап мацдайлық кедергінің тууына сс- 
бепші болады.
Сонымен, мацдайлық кедергі үйкеліс кедергісі меп 
қысым кедергісінен қүралады. Дененің берілгсн көлде- 
нсң өлшемдеріндегі қысым кедергісі оныц формасына 
едәуір тәуелді болады. Сол себептен де оиы форманың 
кедергісі деп атайды. Тамшы тәріздес оңай акқыш дене- 
лердін кедергісі өте аз болады (159-сурет). Самолсттіи 
фюзеляжы мен канатына, автомобильдіц кузовыпа т. б. 
осындай форма беруге тырысады.
Үйкеліс кедсргісі мен қысым кедергісінің арасындагы 
қатыс Рейнольдс саныныц (59.3) мәні бойынша анықта- 
лады. Қарастырылып отырған жағдайда / — депсге тәп 
белгілі бір мөлшер' (мысалы, шар тәріздес деиепіц мол-
217

159-сурет.
шсрі), 
и
— дспснің суйықпсн салыстыргандағы жылдам- 
дығы.
Re шамасы аз болганда негізгі рольді үпкеліс кедер- 
гісі атқарады, сол себептен де қысым кедергісіи еске 
алмауга да болады. Re артқан сайын, қысым кедергісі- 
нің ролі арта береді. Re шамасының үлкен мәндерінде 
маңдайлық қыеымда қыс.ым күші басым болады.
Ағындағы 
денеге 
эсер ететін күш сипа- 
тын анықтай отьтрып, 
Рейнольдс 
саны бул 
жағдайда да қубылыс- 
тың 
ұқсастық крите­
рий! қызметін атқара­
ды. Бүл жағдай мо­
де льдеу кезінде пайда- 
ланылады. Мысалы, егер самолет пен оның моделінің 
ғеометриялық ұқсастығымен қатар, олар үшін Рейнольдс 
санының теңдігі де сақталса, онда самолет газ ағынында 
өзін қалай ұстаса оныц моделі де солай ұстайды.
Стокс зацы. Re аз болғанда, ягни қозғалыс жылдам- 
дығы онша үлкен болмағапда [сондай-ак / онша үлксн 
болмағанда; (59.3) формуласын қараңыз], ортаның кс- 
дергісі іс жүзінде үйкеліс күші әссрінен болады. Стокс 
тағайындаған заң бойынша, кедергі күші бұл жағдайда 
т] динамнкалық тұтқырлыкка, дененің сұйықпен салыс- 
тыргандағы 
v
жылдамдығына және денеге тән / мөлшер- 
ге пропорционал болады: 
f ~ r \ l v
(денеден сүйықтын ше- 
карасына дейіигі, мысалы, ьідыстың қабырғасына дейінгі 
қашықтық дененің мөлшерінен әлдеқайда аз деп сана- 
лады). Пропорционалдық коэффиниенті дснеиің форма- 
сына байланысты болады. Егер / шамасының орнына 
пропорционалдық коэффициенті 6д-ға тең болады. Де- 
мек, сұйық ішіндегі шар қозғалысына жасалатын ксдер- 
гі күші, жылдамдық онша үлкен болмағанда, Стоке за- 
ңына сәйкес мынаган тең болады:
(00,1)
Сұйықта пемссс газда пертикаль түсігі келе жагкан 
іпагып шарнкке үш күш эсер стеді: 1) томен карай ба-
ғытталган ауырлық күші -у- 
(/• — шарик радиусы.
218

p —- оныц тыгыздыгы), 2) жогары қаран багытталі ап 
ығыстырсшы к ү ш ----
J- nr3p0g
(p.j— супықтың не газ'дыц
тыгыздыгы) 

жүктеу 28,35 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: