1 – amaliy mashg’ulot Gidrostatika va gidrodinamika asoslari

II bob. Gidromexanik va mexanik jarayonlar va qurilmalar

1 – amaliy mashg’ulot

Gidrostatika va gidrodinamika asoslari.

Nazariy qism. Gidravlikaning asosiy atamalaridan biri "Suyuqlik" tushunchasidir. Suyuqliklar okuvchan xususiyatga va xajmga ega, ammo muayyan shaklga ega emas.
"Gazlar" Suyuqliklar kabi shaklsiz, ammo muayyan xajmga ega bulmaydi. Gazlarning kovushkokligi va zichligi Suyuqliklarning ushbu xossalariga nisbatan ancha kichik. Gazlar katta bosimlar ostida suyultiriladi.
Texnologik sistemalardagi Suyuqlik, bug va gazlarning Harakat tezliklari tovush tezligidan anchagina past bo’ladi. SHuning uchun, ularning Harakatlanish qonunlari ham amaliy jixatdan Suyuqliklarni Harakat qonunlari bilan deyarli bir xil bo’ladi. SHu sababdan uzluksiz Harakatdagi barcha okuvchan moddiy muhitlar (moddalar) gidravlikada Suyuqlik sifatida kuriladi.
Suyuqliklarni tashki kuchlar ta’siri ostida uz xajmini uzgartirish xususiyati sikiluvchanlik deyiladi va xajmiy sikilish koeffitsienti  bilan tavsiflanadi
 = -(dV/dP)(1/V) , (1)
bu yerda, dV- xajmni nisbiy uzgarishi, m³; V- dastlabki xajm, m³; dP- bosimni ortishi, Pa. Suv uchun = 0,5 ⁹ m³/N.
Xajmiy sikilish koeffitsientiga teskari bo’lgan kattalik xajmiy bikirlik moduli Ye deyiladi:
E = 1/ . (2)
Ushbu kattalik plastik va kovushkok Suyuqliklarni tavsiflash uchun keng qo’llaniladi.
Texnologik jarayonlarda Suyuqliklarni yukori Harorat ta’sirida kengayishi kuzatiladi. Ushbu jarayon Harorat (yoki issiklik) ta’sirida xajmiy kengayish koeffitsienti _t bilan tavsiflanadi:
 _t = (dV/dt)(1/V), (3)
bu yerda dt- Haroratni ortishi, ⁰S.
Agar suv Harorati 0100 ⁰S bulsa, _t= 208 ⁶ K^-1.
Ogirlik kuchining G intensivligi Suyuqlikni solishtirma ogirligi (N/m³) bilan tavsiflanadi:
 = lim (G/V) = lim (mg/V) = p g .
v 0 v 0
Suyuqlikning bosim kuchlarini idish tubiga, devorlariga va unga qisman yoki tula chuktirilgan jism sirtiga kursatadigan ta’siri gidrostatik bosim qiymati bilan belgilanadi
P_F = P/F yoki R = lim (P/F) , (4)
F0
bu yerda F- ta’sir yuzasi, m²; P- Suyuqlik satxining bosim kuchi, Pa.
Tinch xolatdagi Suyuqlikning Har qanday nuktasidagi bosim qiymati, barcha yunalishlar bo’yicha bir xil va hamma vaqt normal bo’yicha yunalgan bo’ladi.
Bosimni SI sistemasidagi ulchov birligi Pa (N/m²). Amaliyotda gidrostatik bosim kPa, MPa, texnik atmosfera (at), fizik atmosfera (atm), mm simob ustuni va b. ulchov birliklarida ifodalanishi mumkin (1.4$ karang).
Absolyut (yoki tula) R_abs bosim qiymati quyidagicha hisoblanadi
R_abs = gN + R_atm , (5)
bu yerda gN- Suyuqlik bosimi; g=9,81 m/s²- erkin tushish tezlanishi;N- Suyuqlik satxining balandligi, m; R_atm- Suyuqlik sirtiga ta’sir kilayotgan atmosfera bosimi.
Atmosfera bosimidan ortikcha (yoki manometrik) bosim qiymati R_man Suyuqlikdagi absolyut bosim R_abs va R_atm o’rtasidagi ayirmaga teng
R_man = R_abs - R_atm . (6)
Siyraklanish (vakuum) sharoitida amalga oshiriladigan jarayonlar uchun vakuum qiymati
R_vak = R_atm - R_abs = -R_man ; R_vakatm . (7)
Eylerning differentsial tenglamasini integrallash tufayli tinch xolatdagi Suyuqlikning istalgan ixtiyoriy nuktasida gidrostatik bosim va ogirlik kuchlarining qiymatlarini aniqlash mumkin:
z + = const , (8)
bu yerda z- Suyuqlikdagi nuktaning ixtiyoriy gorizontal tekislikka nisbatan olingan balandligi yoki geometrik napor, m; - statik (pьezometrik) napor yoki bosim kuchi, m.
(8) tenglama gidrostatikaning asosiy tenglamasi deyiladi. Ushbu tenglamaga asosan, tinch xolatdagi Suyuqlikning Har qanday nuktasida geometrik va statik bosim kuchlarining yigindisi uzgarmas mikdorga teng.
Umumiy xolda gidrostatikaning asosiy tenglamasini quyidagicha yozish mumkin
R = R_o +gZ , (9)
bu yerda R_o – Suyuqlik yuzasiga ta’sir kilayotgan bosim (atmosfera bosimi, vakuum yoki atmosfera bosimidan ortik bo’lgan bosim); Z- Suyuqlik ustunining balandligi.
Bir xil zichlikdagi (₁=₂=) Suyuqlik bilan tuldirilgan ikkita ochik tutash idishlar uchun gidrostatikani asosiy tenglamasi quyidagi kurinishda bo’ladi:
R_atm +g Z₁ = R_atm +gZ₂ . (10)
Ushbu tenglamadan Z₁=Z₂ ekanligi kurinadi. SHunday kilib, bir xil bosim ostida bo’lgan va bir xil zichlikdagi Suyuqlik bilan tuldirilgan ochik yoki yopik tutash idishlardagi Suyuqliklar satxi, idishlarning kundalang kesim yuzasi va shaklidan kat’iy nazar, uzaro teng bo’ladi va bir xil balandlikda joylashadi.
Agar tutash idishlar turlicha zichlikdagi (₁₂) Suyuqliklar bilan tuldirilgan bulsa, Suyuqliklarning geometrik bosimlari (nivelir balandliklari) nisbati ushbu Suyuqliklarning zichliklari nisbatiga teskari proportsionaldir
Z₁/Z₂ = ₂ /₁ . (11)
Sigimli idishlardagi Suyuqlik satxini ulchovchi trubkalar va gidravlik zatvorlardan foydalanish printsiplari tutash idishlar qonunlariga asoslangan.
Bir xildagi Suyuqlik bilan tuldirilgan tutash idishlarda Suyuqliklar yuzasiga ta’sir etuvchi bosimlar qiymati turlicha (R₁R₂) bo’lishi mumkin. U xolda gidrostatikaning asosiy tenglamasi quyidagi kurinishda bo’ladi:
R₁ + g Z₁ = R₂ +gZ₂ . (12)
Ushbu tenglamadan idishlardagi Suyuqlik satxlari ayirmasi aniqlanadi
Z₁ - Z₂ = (R₁-R₂)/g . (13)
(13) tenglama U- shakldagi differentsial manometrlar yordamida bosimlar yoki turli nuktalardagi bosimlarning farkini ulchash uchun qo’llaniladi.