«роль транспортной науки и образования в реализации пяти институциональных реформ», посвященной

 

 

 

 

371 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

Қысымға  қарсылықтың  болуынан  бас  жағына  келіп  түсетін  материалдың  саны 

азаяды,  яғни  экструдердің  шамалық  өнімділігінің  төмендеуі  жүзеге  асады.  Дегенмен 

қысымға  қарсылыққажет  болады,  өйткені  ол  материалдың  тығыздалуына,  ақыр  соңында 

əуе  қоспаларынсыз  монолиттік,  гомогендік,  полимерлік  жабынның  құрылуына  əсерін 

тигізеді,  бұл  экструзияланған  оқшаулаудың  немесе  қабыршақтарының    жоғары  сапасын 

анықтайды.  Сондықтан  қысымға  қарсылықты  арттыру  үшін  қосымша  торларды,  арнайы 

шарбақтарды  жəне  т.б.  пайдалана  отырып,арнаулы  шараларды  (немесе,  əдетте  жай  ғана 

қысым деп атайтын) экструдерде жиі қолданады (1.б, суретінің 14 орынын қараңыз). 

Мөлшерлеу  аймағындағы  иірмектің  қимасының    шиыршықты  каналындағы 

полимер  балқымасының  мəжбүрлі  түрде    балқытылуын  қарастыра  отырып,  каналдың  өзі 

иірмектің  айналып  тұруы  есебінен  цилиндрдің  төлкесіндегі  қозғалмайтын  қабырғасына 

қатысты кеңістікте қозғалады.  

Иірмектің, иірмектегі материалдың жəне цилиндрдің салыстырмалы  ауыстырылуы 

өзгермейді,  егер  процесстерді  қарастыру  ыңғайлы  болу  үшін  иірмек  қозғалмайды 

депшартты  түрде  қабылданса,  цилиндр  оның  маңайында  соншалықты  жылдамдықпен, 

бірақ  иірмектің  нақты  айналу    бағытына  қарама-қарсыбағытқа  айналады.  Бұл  жағдайда 

полимердің тік бұрышты каналмен  мəжбүрлі түрде ағуы қарастырылады (2.10-сурет), бұл 

жерде  иірмектің  шиыршықты  қимасының  сыртында  түзілген    түбі  мен  бүйірлік 

қабырғалары  1қозғалмайды,  ал  цилиндр  төлкесінің  ішкі  бетінде  түзілген  каналдың 

жоғарғы  қабырғасы  2  цилиндрдің  айналуының  жылдамығына  байланысты  v=πDn  (бұл 

жерде  D  –  иірмектің  қимасының  диаметрі,  м;  n  –  цилиндрдің  айналу  жиілігі 

айн

с

)

  v

2

,  м/с 

жылдамдықпен ауысады. 

 

 

10 – сурет.  Иірмектің мөлшерлеу аймағынан келіп түсетін Q балқымасының санын анықтауға 

арналған сызба:1 – каналдың түбі жəне бүйірлік қабырғалары;  2– каналдың үстіңгі қабырғасы 

 

Қарсы қысымның болуын есепке ала отырып, иірмектің каналы бойымен ауысатын 

полимердің жалпы ағыны Q

ч

-ны əдетте үш құрамдасының қосындысы түрінде ұсынады: 

 

ч

=

пр

-

кері

-

ут

                                                                  (6) 

 

(6)  теңдікте  тікелей  деп  аталатын  ағынның  негізгі  бөлігі 

пр

-мен  белгіленген. 

Тікелей  ағын  иірмектің  ығыстырып  шығару  əрекетіне  негізделген  жəне    каналдың 

бойымен  v

2

жылдамдықтың  бағытымен    ағады.  Кері  ағын 

кері

  тікелейге  қарсы 

бағытталған  жəне  экструдердегі  қарсы  қысымға  шартталған. 

ут

шығып  кету  ағыны  да 

қарсы қысымға жəне  иірмек қимасының тарағы мен цилиндрдің қабырғасының арасында 

аса  үлкен  емес  cаңылауға  b  шартталған.Бұл  саңылау  соншалықты  үлкен  емес  жəне 

цилиндрдің ішіндегі иірмек еркін айналып тұруы үшін қажет.  

Иірмекте 

ч

шын  мəнінде  каналдың  бас  жағына  қарайғы  бағытқа  қозғалатын 

балқыманың  бір  ағыны  бар  екендігін,  ал 

кері

– 

ут

ағындары  негізгі  тікелей  ағынның 

пр

мəнін    ғана  азайтатындығын  есепке  алу  қажет.Оның  үш  құрамдасының  қосынды 

 

 

 

 

372 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

сомасы  түріндегі  жалпы  ағынды  ұсыну  экструдердің  жұмысының  сапалық  жəне  сандық 

сараптамасы үшін барынша қолайлы болып саналады. 

 

11 – сурет. Иірмектің мөлшерлеу каналындағы балқыманың ағысы:а) ағыстардың 

бағытының жылдамдықтары жəне каналдың геометриялық мөлшерлері; б) иірмектің қимасының 

орамының жаймасы. 

 

Жалпы  жағдайда  сұйықтықтың  ағысы,  ағынның  жылдамдығын  қысымның 

градиентімен  байланысытырып  тұратын  Навье  –  Стокс  сызықтық  дифференциалдық 

теңдігімен сипатталады: 

 

grad p =μ∆                                                               (7) 

 

бұл  жерде  р  –  жергілікті  қысым;  μ

  – 

температураға  ғана  байланысты  болатын 

тұтқырлық; ∆ - Лаплас операторы; v– балқытылған материалдың жергілікті векторы

. 

(7)  формуласын  қолдана  отырып,  хосьі  бойынша  иірмектің  каналының  бойымен 

қысылмаған изотроптық ламинарлық ағынды сипаттау үшін, мынаны аламыз: 

 

р

х

= μ(

−

) + 

+  

 

 

             

(8) 

 

 

 (8)  –  де  тұтқырлық  μканалдағы  сұйықтық  элементінің  жағдайына  тəуелді 

болғандықтан  жəне  осы  нүктеде  температурамен  жəне  жылдамдық  градиентімен 

анықталатын болса,  онда бұл теңдеу сұйықтықтың ньютондық қасиетке ие болуын жəне 

процесс изотермиялық болуын талап етпейді.  

Əдетте балқыманың тұтқырлығы z осьінің  бойымен каналдың көлденең ағынында 

өте аз өзгереді. Сондықтан 

= 0 деп санауға болады, сол кезде  (8) теңдеуі келесідей түр 

алады: 

 

р

х

= μ(

−

 ) + 

                                                   (9) 

 

(9)  теңдеуін  шешу  барынша  күрделі,  сондықтан  тəжірибеде  қолданылатын  кейбір 

жеке жағдайлармен шектеледі. 

Мысалы, бақыманың тұтқырлығы каналдың көлденең ағынының алаңында тұрақты 

деп қабылдап,  =0–ді аламыз. Бұл жол беру изотермиялық жұмыс режімін білдіреді, яғни 

балқыманың  температурасы  каналдың  бүкіл  ағынының  бойында    жəне  бірінші  бөліктегі 

екінші қосындының теңдеуі (9) нөлге тең. 

Каналдың  һ  тереңдігінің  оның  жалпақтығына  b  аздаған  қатынасымен,  z  обьі 

бойынша v

x

 жылдамдығының өзгерісімен елемеуге болады.Бұл жағдайда 

= 0

 болған жағдайда (9) теңдігі мынадай түр қабылдайды: 

 

 

 

 

 

373 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

р

х

= μ

, немесе

= 

=   1μ

 .   

 

 

(10) 

 

 

12 – сурет. Каналдың екі пластинкалық моделінің (а), тік жəне кері ағындардың жылдамдықтарын 

бөлу (б) жəне жылдамдықтардың нəтиже беруші эпюрасы (в):1,2 –  сəйкесінше,қозғалмайтын жəне 

ауыспалы тілімше;3 – жабысқақ сұйықтық. 

 

(10)  теңдеуі  ньютон  сұйықтығының  иірмектің  каналы  бойынша  біркелкі  ағуын 

сипаттайды,    ол  барынша  қарапайым  жағдайға  –  екі  тілікшенің  арасында  орналасқан 

жабысқақ  сұйықтықтың    қозғалыс  тəртібіне  сəйкес  келеді,  яғни    олардың  бірі  – 

қозғалмайтын (иірмектің каналының түбі), ал екіншісі  – v

2

 жылдамдығы бойынша көшіп 

отырады  (2.12-сурет).Сонымен  қатар  тұтқырлығы  мен  қозғалыс  жылдамдығы  тілікшелер 

арасындағы барлық көлемі бойынша тұрақты болады.  

(10)  дифференциалдық  теңдеуін  шешуге  арналған  шектес  жағдайлары,    сұйықтық 

(3)  қозғалмалы  (2)  жəне  қозғалмайтын  (1)  тілікшені  дымқылдандырады,  ал    олай  болса 

түйісу нүктелерінде де  жылдамдықтағы сияқты  тілікшелердің өзі деп түсіндіріледі, яғни 

 

υ = 0;  υ

=υ cosφ = πDn cosφ,            

 

       (11)  

 

бұл  жердеv  –  қозғалмалы  тілікшенің  ауысу  жылдамдығы  (цилиндрдің  желілік  айналу 

жылдамдығы). 

 

Егер екі тілікше арасындағы ара қашықтық (иірмектің қимасының биіктігіне 

сəйкес  келетін  каналдың  тереңдігі)  һ  тең  болса,  онда  (2.10)  теңдеуін  екі  еселеп 

интеграциялау  жолымен,  теңдеудің  шектік  жағдайларын  ескере  отырып  ауыспалы  у 

бойынша (11)  =const деп болжап, мынаны аламыз: 

 

 

 

 

υ

=

-

М=

υ

пр

υ

обр

. 

                                      (12) 

 

Бұл жерде теңдеудің бірінші мүшесі  тікелей ағынның жылдамдығын, ал екіншісі – 

кері бағыт жылдамдығын білдіреді. 

(12)  теңдеуі,    шамасы  М= = =const,деген  мөлшермен  алынып  отыр,  яғни 

каналдың  мөлшерлеу  аймағының  ұзындығы  бойынша  қысым  жолақты  түрде  өзгереді 

(артады) жəне барлық қысымға қарсылық осы аймаққа келеді. Бұл жағдайға 2.9 – суреттегі 

пунктирлік қисық (3) сəйкес келеді. Нақты жағдайда қысым біраз басқаша болады (1 жəне 

2  қисық),  оның  үстіне  1  –қисық  мысалы,  полимер  балқымасының  ағындық  басының 

жоғарғы кедергісі жағдайына, демек экструдердегі жоғары қысымға сəйкес келеді. 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

374 

 

 

«РОЛЬ ТРАНСПОРТНОЙ НАУКИ И ОБРАЗОВАНИЯ В РЕАЛИЗАЦИИ ПЯТИ ИНСТИТУЦИОНАЛЬНЫХ 

РЕФОРМ», ПОСВЯЩЕННОЙ ПЛАНУ НАЦИИ  «100 КОНКРЕТНЫХ ШАГОВ» 

__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

 

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 

жүктеу 15,03 Mb.

Достарыңызбен бөлісу: