8 ma’ruza mavzu : Gidrodinamikaning asosiy masalasi va uslubi. Gidradinamik o‘xshashliklar va modellashtirish

Suyuqliklarning xarakat tartibi

Tabiatda suyuqliklarning xarakati ikki xil tartibda bo‘ladi:

a) laminar xarakat;
b) turbulent xarakat.
Laminar xarakatda suyuqlik oqimli alohida qatlam bo‘lib xarakat qiladi yoki suyuqlik zarrachalarining xarakat troektoriyalari uzaro kesishmaydi («lamina» – suzi lotincha qatlam demakdir).
Turbulent xarakatda suyuqlikning alohida oqimchali xarakat buziladi, barcha oqimchalar uzaro aralashib ketadi («turbulentus» – suzi lotincha uyurmali demakdir).
1983 yilda ingliz fizigi Osborn Reynolds tabiatda suyuqliklarning ikki xil tartibida xarakatlanishini ko‘rsatuvchi tajribasining natijasini o‘zining asarida namoyon etdi.
Reynoldsning uz tadqiqotida qo‘llagan qurilmasi xozirgi davricha suyuqlikning ikki xil xarakat tartibini namoish qilishda qo‘llaniladi. (Reynolds qurilmasi plakatdan va laboratoriya qurilmasida tushuntiriladi).
Reynolds tajribasida uncha katta bo‘lmayagan tezlikda shisha trubada rangli suyuqlik alohida qatlam bo‘lib xarakat qiladi. Asta – sekin tezlik oshishi bilan rangli suyuqlik shisha trubadagi suyuqlikda tulkinlana boshlaydi, tezlikning oshira borsak ran butun shisha truba buylab koplanadi. Biz ko‘rgan birinchi xol laminar xarakat, ikkinchichi laminardan trubo‘lentga o‘tish oraligi, uchinchisi esa turbulent xarakat bo‘ladi.

14-rasm. Reynolods qurilmasi.
Reynolds soni va kritik tezlik

Reynolds o‘zining tajribasining analiz qilib quyidagi o‘lchovsiz kriteriyasini kiritdi:

(1)
bu erda V - suyuqlikning o‘rtacha tezligi;
d - trubaning ichki diametri;
v - suyuqlikning kinematik yopishkoklik koeffitsienti.
(1) dan ko‘rinyapdiki Reynolds soni suyuqlikning xarakat tezligiga, truba diametriga va suyuqlik turiga bog‘liq ekan. Reynolds soni mahlum qiymatidan kichik bo‘lsa suyuqlik xarakati laminar, katta bo‘lsa turbulent bo‘ladi. Bu qiymat kritik Reynolds soni deyiladi bu 2320 teng deb olingan Re_kr= 2320.
Tajriba va (1) formuladan ko‘rinadiki truba diametri va suyuqlik yopishkokligi o‘zgarmas bo‘lganda, suyuqlikning o‘zgarishi bilan turdan ikkinchisiga almashinadi. Bu suyuqlik xarakat tartibini almashtirgan tezlik kritik tezlik deyiladi:
(2)
(2) formula kupincha quyidagicha yoziladi:

Truba diametri urnida gidravlik radius oladigan bo‘lsak:
Silindrik truba uchun yoki d=4R
U xolda

Agar Re≤2320 - bo‘lsa laminar xarakat Re>2320 bo‘lsa turbulent xarakat 2320<Re<100000 bo‘lgan oraliq kvadratik qarshilik sohagacha bo‘lgan oraliq deyiladi.

Agar Re>100000 bo‘lsa – bu oraliq kvadratik qarshilik sohasi deyiladi. Notsilindrik trubalar va o‘zanlarda Reynolds soni quyidagicha o‘lchanadi. d_ekv - ekvivalent diametr, d_ekv=4R; R - gidravlik radius.
Nazorat uchun savollar:
1. Mexanik modellashtirish.
2. Matematik modellashtirish.
3. Gidrodinamik o‘xshashlik kriteriyasi.
4. Suyuqlikning laminar harakati.
5. Suyuqlikning turbulent harakati.
6. Reynolds soni.
7. Kritik tezlik.
8.Modellashtirish nima va uning turlari.
9.Suyuqlikning xarakat tartibi.
10.Laminar xarakat tartibi.
11.Turbulent xarakat qanday buladi.
12.Reynolds soni va kritik tezlik qanday topiladi.