Suyuqlik va gaz mexanikasi faniga kirish

Суюқлик ҳаракат турлари. Табиатда мавжуд ҳаракатлар икки хил: илгаринлама ва айланма ҳаракатлар йиғиндисидан иборат деб таърифлаш мумикн. Аммо суюқликларда улардан ташқари яна бир ҳаракат тури – деформацион яъни шакл ўзгарувчи ҳаракат тури ҳам учрайди. Шунинг учун суюқликларда уюрмали ва уюрмасиз ҳаракат турлари хақида сўз олиб бориш мумкин.

Суюқликни ҳаракати барқарор ва беқарор бўлиши мумкин. Суюқлик барқарор ҳаракатда бўлади, агар унинг тезлиги ва босими суюқлик билан эгаллаган фазонинг ихтиёрий нуқтасида вақтга нисбатан боғлиқ бўлмаган бўлиб, фақат заррачаларнинг координаталарига боғлиқ бўлса. Яъни

(3.1)

Барқарор ҳаракатга суюқликни қувурдаги текис ҳаракати, бир хил босим таъсирида идиш тешикчасидан оқиб чиқаётган суюқлик ва бошқалар мисол бўла олади.

Ҳаракат вақтида суюқлик оқаётган фазонинг ҳар бир нуқтасида тезлик ва босим вақт ўтиши билан ўзгариб турса, бундай ҳаракат беқарор ҳаракат дейилади, яъни

(3.2)

Беқарор ҳаракатга поршенли насос таъсирида қувурдаги ҳаракат қилаётган суюқлик, идиш тешикчасидан оқиб чиқаётган суюқлик ва бошқалар мисол бўла олади. Табиатда дарё ва каналлардаги сувнинг ҳаракатлари, техникада қувурлардаги суюқликнинг ҳаракати ва механизмлар қисмларидаги ҳаракатлар асосан бошланганда ва кўп ҳолларда бутун ҳаракат давомида беқарор бўлади.

Расм 3.2

Расм 3.1
Агар суюқлик оқаётган фазонинг ҳар бир нуқтасида тезлик ва босим вақт бўйича ўзгармай фақат координаталарга боғлиқ, яъни

Р=f₁₁(x,y,z)

u=f₂₁(x,y,z)

бўлса, у ҳолда ҳаракат беқарор дейилади. Бу ҳолда қувурларда ва каналларда суюқлик маълум вақт оқиб турганидан кейин юзага келиши мумкин.

Гидравликада “суюқлик ҳаракатининг оқимчали модели” қабул қилинган. Бу модель асосида оқим чизиғи, оқим найчаси ва оқимча тушунчалари ётади.

а) Оқим чизиғи - суюқлик ҳаракат қилаётган фазода суюқликнинг бирор заррачасининг ҳаракатини кузатсак, унинг вақт ўтиши билан фазода олдинма-кейин олган ҳолатларини нуқталар билан ифодалаш мумкин ва бу нуқталарда ҳаркатдаги заррача (3.1) ва (3.2) га асосан ҳар хил тезлик ва босимларга эга бўлади. Шу нуқталарни ўзаро туташтирсак, суюқлик заррачасининг траекторияси ҳосил бўлади.

Энди, суюқлик заррачасининг тезлигини кузатамиз. Заррачанинг А нуқтадаги тезлик вектори u_А ни кўрилаётган вақт учун қурамиз. Шу векторнинг давомида кичик dl₁ масофадаги В нуқтада ҳаракатдаги суюқлик заррачасининг В нуқтага тегишли тезлик вектори u_B ни қурамиз. Ҳосил бўлган янги векторнинг давомида кичик dl₂ масофадаги С нуқтада шу нуқтага тегишли заррача тезлигининг вектори u_С ни қурамиз. u_С векторнинг давомида dl₃ масофадаги D нуқтада шу нуқтага тегишли заррача тезлигининг u_D векторини қурамиз ва х.к. Натижада АСВDЕ синиқ чизиқни хосил қиламиз. Агар dl₁, dl₂, dl₃ ларни чексиз кичрайтириб бориб, нолга интилтирсак, АВСDЕ ўрнида бирор эгри чизиқни оламиз. Бу эгри чизиқ оқим чизиғи деб аталади.



1.10-расм. Оқим чизиғини тушунтирига оид чизма.

Демак, суюқлик ҳаракатланаётган фазода олинган ва берилган вақтда ҳар бир нуқтасида унга ўтказилган уринма шу нуқтага тегишли тезлик вектори йўналишига мос келувчи эгри чизиқ оқим чизиғи деб аталади. Беқарор ҳаракат пайтида тезлик ва унинг йўналиши вақт давомида ўзгариб тургани учун траектория билан оқим чизиғи бир хил бўлмайди. Беқарор ҳаракат пайтида эса тезлик векторининг нуқталардаги холати вақт ўтиши билан ўзгармагани учун траектория билан оқим чизиғи устма-уст тушади.