Идеал сұйықтық – тұтқырлығы мен жылу өткізгіштігі болмайды деп есептелетін сұйықтық.Идеал сұйықтықта ішкі үйкеліс болмағандықтан оның көршілес екі қабатының арасында жанама кернеу болмайды. Идеал сұйықтық – үзіліссіз дене және оның өзіне тән құрылымы да жоқ.
Идеал сұйықтықты мұндай етіп сипаттау гидроаэромеханикада қарастырылатын ағындардың көпшілігі үшін дұрыс болып есептеледі әрі ол сұйықтықтар мен газдардың нақты ағындарының заңдылықтарын ашу кезінде жақсы нәтиже алынады. Идеал сұйықтық моделін қолдану сұйықтықтар мен газдардың әр түрлі пішінді құбырлардағы қозғалысын, олардың сорғалап ағуы мен денелерді орай ағып өтуі жөніндегі есептерді теориялық тұрғыда шешуге мүмкіндік береді.
Идеал сұйықтықтың қасиеттері:
тұрақты көлем
беткі бөлігі бөлады
формасы жоқ
диффузия
беттік керілу
аққыш
салыстырмалы сығылмайтындығы
тұтқыр
|
1. Неліктен екі кеме бір-біріне жақын жүзіп бара жатқанда олардың бірі екіншісі өткенше тоқтап тұруы қажет?
2. Жоғарыдағы құбылысты қалай түсіндіреміз?
3. Сұйықтар дегеніміз не?
4. Ағыстың қандай түрлері бар?
Демонстрациялық тәжірибе
«Екі жолақ қағаз»
1. Неліктен екі кеме бір-біріне жақын жүзіп бара жатқанда олардың бірі екіншісі өткенше тоқтап тұруы қажет?
2. Жоғарыдағы құбылысты қалай түсіндіреміз?
3. Сұйықтар дегеніміз не?
4. Ағыстың қандай түрлері бар?
Демонстрациялық тәжірибе
«Екі жолақ қағаз»
1. Идеал сұйық. Тұтқыр сұйық
2. Ағыстың түрлері
3.Үзіліссіздік теңдеуі. S1⋅v1= S2⋅v2
4. Теңізде, мұхитта, каналда және көлдерде ағыстың қандай түрлері болады?
5.Бернулли тұжырымы.
6. Неліктен екі құбырда су екі түрлі (үлкен және кіші) жылдамдықпен ағады?
1. Идеал және нақты сұйықтардың элементар ағыншалары үшін бернулли теңдеуін жазыңыз. (Сұйық ағыны үшін)
2.Ағынның орташа жылдамдығы және тірі қима арасындағы өзара байланыс қандай?
3. Бернулли теңдеуінің геометриялық және энергетикалық мәні, олардың өлшем бірліктері қандай?
4. Гидравликалық, пьезометрлік және геометриялық көлбеулік нені сипаттайды?
5. Сұйық қозғалысы кезіндегі геометриялық, пьезометриялық және ағынды сызықтардың орналасу мүмкіндігін түсіндіріңіз?
1.Олардың әр қайсысы ағын бағыты бойынша горизонтальды бола ала ма?
2. Кариолис коэффициентінің сандық мәні неменеге байланысты болады?
3. Сұйық шығынын өлшеу тәсілдері мен әдістерін атап көрсетіңіз?
4. Ағыстың тірі қимасының өлшемін өзгерткен кезде сұйық ағынындағы қысым өзгере ме?
5.Есептерді шешіңіз.
Толық қимада жұмыс істейтін құбырдың гидравликалық радиусын анықтаңыз, егер оның диаметрі болса.
1. Бернулли теңдеуінің геометриялық және энергетикалық мәні, олардың өлшем бірліктері қандай?
2. Гидравликалық, пьезометрлік және геометриялық көлбеулік нені сипаттайды?
3. Сұйық қозғалысы кезіндегі геометриялық, пьезометриялық және ағынды сызықтардың орналасу мүмкіндігін түсіндіріңіз?
4.Ашық каналдың гидравликалық радиусын анықтаңыз, оның ені және тереңдігі .
1.Вентури суөлшегіші орнатылған құбырөткізгіштегі сұйық шығынын анықтаңыз. Құбырөткізгіш диаметрі , суөлшегіштің қысылған бөлімінің диаметрі , пьезометр көрсеткішінің айырмашылығы .
2. және құбырөткізгіштерге арналған суреттерде тегеуріннің және пьезометрлік желінің сұлбасы көрсетілген:
а. идеал сұйық ағысы;
б. нақты сұйық ағысы.
3.Судың теориялық шығынын анықтаңыз, егер Вентури суөлшегішіндегі үлкен және кіші қималардағы тегеурін айырмашылығы Құбыр диаметрі , суөлшегіштің цилиндрлік бөлімінің диаметрі .
Сұйықтың ламинарлық және турбуленттік ағысы.
Тұтқыр сұйықтың ағысын ламинарлық және турбуленттік деп екіге бөледі. Ламинарлық латынның lamina-сызықша, тақтайдай, ал турбуленттік латынның turbulentus-тынышсыз, ретсіз деген сөздерінен алынған.
Сұйықтың жеке қабаттары бір-бірімен араласпай, бірінің бетімен екіншісі сырғып параллель қозғалса мұны ламинарлық ағыс деп атайды.
Тұтқыр сұйқтың қабаттарының аралығында пайда болатын ішкі үйкеліс күші сұйықтың қозғалысына әсер етеді. Бұл күштің және түтік қимасының әр жеріндегі сұйықтың жылдамдығының шамасы аз болса ғана сұйықтың ағыны ламинарлы болады. Онда сұйық қабатттарының жылдамдығы түтікше осінен оның қабырғасына қарай параболалық түрде өзгереді. Өсімдіктің, ағаштың сабағының бойымен қоректік шырындардың қозғалуы, судың, мұнайдың топырақ ішіндегі қозғалуы, подшипниктер бойымен жұқа май қабатының қозғалысы ламинарлық ағысқа мысал болады.
Сұйық бөлшектерінің жылдамдығы артып, шекті мәнге жеткенде әр қабаттардың бір-бірімен араласуын сұйықтың турбулентті ағысы деп атайды. Бұл кезде ағыстың әр нүктесіндегі жылдамдық уақытқа байланысты өзгереді. Сұйық бөлшектерінің бір қабаттан екінші қабатқа өту себебі, олардың перпендикуляр бағытталған құраушысы пайда болады. Жылдамдықтар градиенті өте үлкен болғандықтан, түтікшенің сумен жанасар жерінде су құйыны пайда болады.
Пуазель формуласы ламинарлық ағысқа қолданылады да, турбуленттікке пайдаланылмайды.
Турбуленттік ағыста ішкі үйкеліс күшінің артуын жылдамдық градиентінің пайда болуымен және тұтқырлық коэффициентінің өсуімен түсіндіруге болады.
Табиғатта көбіне сұйықтар мен газдардың турбуленттік ағысы кездеседі. Оған түтікше және құбыр бойымен судың ағысы, газда немесе суда қозғалған қатты денемен жанасқан қабатттағы газдың, судың ағысы, жер атмосферасындағы ауаның қозғалысы жатады.
Ламинарлық ағысты толықтай тұтқырлық арқылы түсіндірсек, турбуленттік ағыста инерция күшінің ролі зор. Сондықтан ламинарлық ағысан турбуленттік ағысқа өту инерциялық күштің тұтқырлық күшке қатынасымен анықталады. Бұл қатынасты Рейнольдс саны деп аталатын өлшемсіз шамамен сипаттайды:
, (5.1)
мұнда - кинетикалық тұтқырлық, -судың (газдың) тығыздығы, -түтік қимасындағы сұйықтың орташа жылдамдығы, -түтіктің диаметрі.
Тәжірибе нәтижесінде Re санының шамасы аз болса (Re<1000) сұйықтың (немесе газдың) ағысы ламинарлық, ал бұл санның мәні үлкен шамамен Re=2300 болса, ағыс турбулентті болады. Рейнольдс саны тұрақты болса, онда әртүрлі сұйықтар мен газдар – қима ауданы түрлі (түтіктермен) құбырларды біркелкі ағады.
Достарыңызбен бөлісу: | 
