Режа: Гидродинамика Бернулли тенгламасининг амалий қўлланилиши Суюқлик ҳаракати режимлари

Бернулли тенгламасининг амалий қўлланилиши
Кимё ва озиқ-овқат саноатларвда суюқпиклар тезлиги, сарфи ва тешик- лардан оқиб чиқишини аник^ашда Бернулли тенгламасидан кенг кўламда фойдаланилади. Суюқлик тезлиги ва сарфини ўлчаш прннциплари. Саноатда ва илмий тадқиқотларда суюқлик тезлиги ва сарфини ўлчаш учун дроссел асбоблар ва пневмометрик трубалар ишлатилади. Пито-Прандтл пневмометрик трубкасининг тузилиши 2.8-расмда кўрса- тилган. Трубкаларнинг ҳар бир кўндаланг кесимида суюқлик сатҳларининг фарқи, унинг ўқидаги нуқганинг тезлик напори А,, ни ифодалайди. Трубкалар- даги ишчи суюқлик сатҳларини £Асимон дифференциал манометр ёрдамида ўлчаш қулай. tA-симон дифманометр ичидаги суюқлик ишчи суюқлик билан аралашмайди ва унинг зичлиги ишчи суюқликникидан анча катта бўлади.

Бу усулда суюк^ик тезлиги ва сарфини аниқлаш осон, лекин пневмометрик трубкани труба қувурининг ўқига ўрнатиш қийинлиги учун юқори аниқяикка эришиб бўлмайди. Шунинг учун халқ хўжалигининг турли соҳаларида суюқлик ва тезликни ўлчаш учун дроссель асбоблар қўлланилади. Бу асбобларнинг ишлаш принципи трубаларнинг кўндаланг кесими ўзгариши билан динамик босимлар фарқининг ўзгаришига асосланган. Дроссель асбоблар сифатида ўлчов диа- фрагмаси, соплоси ва Вентури трубала- ри ишлатилиши мумкин. Ўлчов диафрагмаси юпқа дискдан ясалади ва ўртасида думалоқ кўндаланг кесимли тешик бўлади (2.9-расм). Ўлчов соплоси насадка бўлиб, кириш қисми аста-секин торайиб боради- ган қайилишдан ва чиқиш қисми- цилиндрик шаклга эга. fZ-симон дифференциал манометр ҳалқасимон а ёки Ь каналларга уланади.

Вентури трубасида ўлчовчи диафрагма ва соплоларга нисбатан напор ва босимнинг йўқотилиши кам бўлади (2.11-раем). Бунга сабаб, Вентури трубасида диаметр d аста-секин торайиб, кейин эса аста-секин кенгайиб, дастлабки ҳолати d ўлчамига қайтишдир. Лекин, бу асбобнинг камчилиги шундаки, унинг узунлиги жуда катга. Бу эса, унинг саноатда кенг қўлланилишини маълум микдорда чеклайди.


Суюқлик ҳаракати режимлари
Суюқлик ҳаракати режимлари биринчи бор тажриба қурилмасида 1883 йили инглиз олими Рейнольдс томонидан ўрганилган.

бўлганда, рангли суюқлик оқимчаси оқим ўқи бўйлаб ингичка чизиқ бўлиб чўзилади ва бир текис ҳаракат қилаётганини кўрамиз. Агар, турли жойларда ўрнатилган бир нечта турли капилляр найчалардан асосий оқимга ўрнатилган рангли суюқлик юборсак, бир-бири билан йўналишлари кесишмайдиган оқимчаларни кузатамиз. Труба ичида суюқлик оқимчаларининг параллел йўналиш бўйлаб, яъни техникада ламинар режим деб номланувчи, суюқликнинг оқимчали ҳаракати содир бўлади. Оқимда тезликлар тақсимланиши парабола шаклидаги чизиқ билан ифодаланади. Бунда, максимал тезлик оқимнинг ўқида бўлади, минимал тезлик эса - труба девори яқинидаги қатламларга тўғри келади. Труба деворига ёпишиб турган юпқа суюқлик қатлами - чегаравий қатлам деб номланади.
Агар, суюқлик тездигипи якада оширсак, ракгли суюқлик тўлқинсимон ҳаракатланиб бутун суюқлик оқимига аралашиб, кўринмай кетади. Бунга сабаб, оқимнинг айрим заррачалари нафақат труба ўқи бўйлаб горизонтал, чи- зиқли ҳаракат қилади, балки суюқлик заррачалари бир-бири билан аралашиб, кўндаланг йўналишда тартибсиз ҳаракатланади. Натижада бутун суюқлик массаси индикатор рангига бўялади. Суюқпикнинг бундай тўлқинсимон, тартибсиз ҳаракат турбулент режим деб аталади. Оқимда тезликлар тақсимланиш чўққиси кенг, параболасимон чизиқ билан ифодаланади. Инглиз физик-олими Рейнолвдс тажрибаларда суюқлик тезлиги, қовушоқпиги, зичлиги ва труба диаметрини ўзгартирди. Тажрибалар таҳлили асосида олим куйидагича Хулоса га келди: суюқлик оқимининг ламинар ре- жимдан турбулент режимга ўтиши суюқпик массавий тезлиги pw, труба диаметрига тўғри ва суюқдик қовушокдиги ц га тескари пропорционалдир. Олим томонидан таклиф этилган ўлчамсиз комплекс Рейнольдс критерийси деб юритилади.

Рейнольдс критерийсининг сон қийматларига қараб, суюқлик ҳаракат режими аниқланади. Ундан ташқари, ушбу критерий қовушоқлик ва инерция кучларининг ўзаро нисбатини характерлайди. Бир хил труба диаметри ва суюқлик тезлигида, юқори зичлик ва кичик қовушоқликка эга суюқликлар турбулент режимга тезроқ чиқади. Ламинар режимдан турбулент режимга ўтиш Рейнольдс критерийсининг критик қийматларида содир бўлади. Текис трубаларда суюқлик оқими ҳаракати учун Re^ = 2320. Агар, Re <
2320 бўлса, турғун ламинар режим бўлади. Агар, 2320 < Re < 10000 бўлса, суюқлик ҳаракати ўтиш режимига тўғри келади. Суюқлик оқимининг нотурғун ҳаракатини ўтиш режими характерлайди. Бу режимда икки ҳаракат тури бир вақгнинг ўзида содир бўлиши ёки биридан иккинчисига осон ўтиши мумкин. Re> 10000 бўлса, туркун 1урбулеж режими бўлади. Ламинар ва турбулент режимларда труба кесимида тезликларнинг тақсимланиши 2.13-расмда кўрсатилган.

Ньютон ички ишқаланиш қонунига бўйсунмайдиган суюқликлар ҳаракатини модификациялашган Рейнольдс критерийси характерлайди:

Суюқ озиқ-овқат маҳсулотлари учун турғун ламинар режим Re*«\ бўлганда содир бўлади.