Suyuqliklarning

1-mavzu. Kirish. Suyuqlik haqida umumiy tushuncha. Suyuqliklarning fizik xossalari. Suyuqlikka ta’sir etuvchi kuchlar

Insoniyat o‘zining ish faoliyatida uchraydigan hayotiy muammolarni hal qilishda, ko‘pincha, har xil suyuqliklarning harakati hamda ularning qattiq jismlarga bo‘lgan ta’sirini o‘rganadi.

Agar inson organizmida qonning harakati uning tirikligini belgilasa, ona Zaminimizda suyuqliklar harakati tufayli hayot mavjudligini ta’kidlash mumkin.
YUqorida qayd etilgan muammolarni o‘rganish va tadqiq qilish natijasida “Suyuq jismlar mexanikasi” yoki “Suyuqliklar mexanikasi” deb nomlanuvchi keng qamrovli fan yuzaga kelgan. Bu fan grek tilidagi atama bilan “Gidromexanika” deb yuritila boshlandi.
Gidromexanika suyuqliklar statikasi — «Gidrostatika» va suyuqliklar dinamikasi — «Gidrodinamika» bo‘limlarga bo‘linib, ikkinchi bo‘lim o‘z navbatida “Suyuqliklar kinematikasi”ni ham o‘z ichiga oladi.
Gidrostatika — suyuqliklarning nisbiy tinch holat qonuniyatlarini o‘rganib, ularni amaliyotda qo‘llash uchun uslubiyatlar yaratadi.
Gidrodinamika — suyuqlik harakatining qonuniyatlarini va uning paydo bo‘lish sabablari hamda strukturasini o‘rganadi.
Bu fanning yuzaga kelishi ancha uzoq bo‘lib, bir necha ming yillik tarixni o‘z ichiga oladi. Umuman, insoniyat suyuqliklar bilan ma’lum ma’noda munosabat o‘rnatishi bilan suyuqliklar haqidagi qonuniyatlarni o‘rganishga kirishgan.
Gidravlika fani tarixida dastlabki ilmiy asar Arximed tomonidan yozilgan (eramizdan avvalgi 287-212 yillar) «Suzuvchi jismlar» trakti hisoblanadi. Arximeddan keyingi 17 asr mobaynida Gidravlika fani taraqqiyotida sezilarli yutuklar bo‘lmagan.
XV-XVI asrlarda Leonardo da Vinchi (1452-1519 yillar) “Suvning harakati va o‘lchanishi” asarini yozdi, ammo bu asar 400 yildan keyin nashr etildi. S.Stevei (1548-1620 yillar) “Boshlang‘ich gidrostatika”, Galileo Galiley (1564-1642 yillar) 1612 yilda “ Suvdagi jismlar tushunchasi va ularning harakati” maqolasini yozdi, E.Torrichelli (1608-1647 yillar) kichik teshikdan oqayotgan yopishqoq bo‘lmagan suyuqlikning tezligini aniqladi, B.Paskal (1623-1662 yillar) suyuqliklarda bosimning tarqalish qonunini yaratdi, I.Nyuton (1643-1727 yillar) suyuqliklardagi ichki ishqalanish tushunchasini berdi.
Nazariy jihatdan, Gidravlika fani Peterburg akademiyasining haqiqiy a’zolari D.Bernulli (1700-1782 yillar), L.Eyler (1707-1783 yillar) va M.V.Lomonosov (1711-1765 yillar) tomonidan rivojlantirildi. Gidravlika fani rivojiga katta hissa qo‘shgan olimlardan D. Poleni (1685-1761 yillar), A.SHezi (1718-1798 yillar), P.Dyubua (1734-1809 yillar), D.Venturi (1746-1822 yillar), YU.Veysbax (1806-1871 yillar), O.Reynolds (1842-1912 yillar) va boshqalarni keltirish mumkin.
«Suyuqliklar mexanikasi» fanining eng rivojlangan davri sifatida XIX-XX asrlarni ko‘rsatish mumkin. Bu davrning mashhur tadqiqotchilari F.Forxgeymer (1852-1933 yillar), M.Veber (1871- 1951 yillar), Prandtl (1875-1953 yillar),

M.A.Velikanov, (1879-1964 yillar), B.A.Baxmetov (1880-1951 yillar), N.N.Pavlovskiy (1886-1937 yillar), N.M.Vernadskiy (1882-1935 yillar), Rebok (1864-1950 yillar), Kox (1852-1923 yillar) va boshqalardir.
Gidravlika fani, asosan, ikki yunalishda rivojlangan:

1. 
   Nazariy yunalish — nazariya asoslarini matematik qonuniyatlar asosida o‘rganish.
   
2. 
   Texnik yunalish, ya’ni suyuqliklarning nisbiy tinch holati va harakat qonuniyatlarini amaliyotda qo‘llashga doir tadqiqotlarni o‘tkazish va o‘rganish.
   

Texnik yunalish - suyuqliklarning texnik atamasi, ya’ni “Gidravlika” deb atala boshlagan. Amaliyotdagi muammolarni echishni engillashtirish uchun ayrim cheklanishlar va taxminlarga yul quyiladi. Ko‘pgina hollarda suyuqliklar bilan bog‘liq fizik jarayonlarni o‘rganishda ma’lum masshtabdagi tadqiqot va eksperimentlar o‘tkazilib, ular natijasida, asosan, empirik va yarim empirik formulalar olinadi hamda hisob-kitob va loyihalashtirishda ulardan keng foydalaniladi.
Gidravlika so‘zi grekcha “xyudor” va “aulikos” suzlari birikmasidan olingan bo‘lib, “suv” va “quvur” degan ma’nolarni bildiradi.
Gidravlika qonunlari texnikaning barcha sohalarida qo‘llanil- ganligi uchun bu fanning amaliy ahamiyati benihoya kattadir. Gidravlika fanining qo‘llanish sohalari - gidrotexnika, suv xo‘jaligi va melioratsiya, gidroenergetikani suv bilan ta’minlash va kanalizatsiya, mashinasozlik, aviatsiya va hokazo.
Kup yillik arxeologik tadqiqotlar Er sharining ko‘p qismida katta-katta gidrotexnika inshootlari bizning eramizdan ancha ilgari qurilganligini ko‘rsatadi. Qadim zamonlarda, tajriba va kuzatishlarga asosan ko‘plab gidrotexnika inshootlari Markaziy Osiyo, Xitoy, Misr, Vavilon, Rim va Gretsiyada qurilgan. Ashxoboddagi (Annau) nurab ketgan injenerlik inshooti qadimda quruvchilar katta sug‘orish tizimlarini qurishni bilganliklaridan dalolat beradi. Masalan, juda qadimiy, hozirda ham ishlayotgan sug‘orish tizimi — «SHoxrud» ming yillar ilgari O‘rta Osiyoda qurilgani bizni hayratga soladi. 861 yilda Abul Abbos Axmad ibn Muxammad ibn al- Faryuniy (taxminan 797-865 yillar) Qohira yaqinidagi Ravzo orolida nilometrni, ya’ni Nil daryosi suvi sathini belgilovchi uskunani yasagan. O‘zbek davlatchiligi asoschilaridan biri Amir Temur saroyida qurilgan favvora inshooti ko‘pchilik evropalik elchilarni xayratga solganligi tarixiy manbalarda ta’kidlangan. Fikrimizning isboti sifatida fransuz yozuvchisi Lyusen Keren o‘zining «Amir Temur saltanati» asarida Ispaniya xukmdori Xenri III ning Vatanimizga junatgan elchisi Rui Gonsales de Klavixoning kundaligida 1404 yil 8 sentyabrdagi ulur Amir Temur bilan Samarkand shahri tashqarisidagi uchrashuvini quyidagicha ta’riflagan: xukmdor (Amir Temur) xashamatli uy oldidagi shoxsupa ustida o‘tirardi. Uning yonidagi favvora suvlari ancha balandga otilib, xovuzga qaytib tushar, hovuzda esa qizil olmalar suzib yurardi. Bu ma’lumotlar suyuqlik va suyuqlik oqimini o‘rganish va undan foydalanish bizning Vatanimizda qadimdan boshlanganligi haqida so‘z yuritishimizga asos bo‘ladi.
Suyuqlik va suyuqlik oqimi muammolarini o‘rganuvchi Gidravlika fani fizika va nazariy mexanika qonunlariga asoslangan. Gidravlika fanida uchraydigan murakkab masalalarni hamma vaqt ham nazariya asosida echib bo‘lmaydi. Nima
uchun? CHunki, ruy berayotgan jarayonlarni matematik differensial tenglamalar yordamida tavsiflash mumkinligini bilamiz. Bu fizik jarayon matematik dif- ferensial tenglamalar yordamida yozilganda sistema tarkibidagi tenglamalar soni va bu tenglamaga kiruvchi noma’lum parametrlar orasida nomutanosiblik mavjud bo‘ladi hamda bu nomutanosiblikni hozirgi tafakkurimiz doirasida faqat amaliy tajribalar natijasiga asoslanib, talqin qilish mumkin. SHuning uchun gidravlikada amaliy tajribadan keng foydalaniladi, ya’ni ilmiy tajriba keng qo‘llaniladi. Gidravlikada amaliy tajriba yuli bilan birinchidan, nazariy formulalarga kiruvchi koeffitsientlar va tuzatishlar, ikkinchidan, tajribaga asoslangan yangi formulalar kashf etiladi. Nazariya bilan amaliy tajribaning o‘zaro aloqasi va ilmiy-tekshirish ishlarini keng tashkil etilishi Gidravlika fanining yanada rivojlanishiga, xalq xo‘jaligida muhim masalalarning echimini topishda amaliy imkoniyat yaratadi.
SHunday qilib, Gidravlika faniga qisqacha quyidagicha ta’rif berish mumkin: Gidravlika - tabiiy fanlardan biri bo‘lib, suyuqlikning nisbiy tinch holat va harakat qonuniyatlarini o‘rganadi va bu qonuniyatlarni kishilar jamiyatining mehnat faoliyatida qo‘llash uchun uslublar yaratadi.
Umuman, fan, o‘zining o‘rganilish jarayonida o‘ziga xos yo‘nalishlarga bo‘linadi. Masalan, qurilish mutaxassisliklarida gidravlik inshootlar qurilishiga va ekspluatatsiyasiga bog‘liq bo‘lgan muammolar bilan shug‘ullanadi yoki mashinasozlik, aviasozlik mutaxassisliklarida - bu sohalarga bog‘liq bo‘lgan fizik hodisalarni loyihalashtirish va ekspluatatsiya jarayonini o‘rganadi.
Gidravlika fanining rivojlanshii bilan hozirda mazkur fanning o‘rganiladigan ob’ekt sifatida nafaqat suvni, balki, tabiatda mavjud bo‘lgan barcha suyuqliklar qabul qilingan. Bulg‘usi shifokorlarning ham fiziologiya fanini Gidravlika bilan qo‘shib o‘rganishi foydadan holi emas. Fikrimizningdalili sifatida Belgiyaning Gent universiteta «Gidravlika» kafedrasi olimlari tomonidan yaratilgan sun’iy inson yuragi modelidan sun’iy klapanlar sinovida keng foydalanayotganligini keltirish mumkin.