Ўзбекистон республикаси олий ва ўрта махсус таълим вазирлиги наманган мухандислик -қурилиш институти

II.Бобда Гидравлик таран қурилмаларининг асосий элементларини лойиҳалашни ўрганиш ва таҳлил қилиш.

2.1	Гидравлик таранда содир бўладиган гидрожараёнлар.

Гидравлик таранда содир бўладиган гидрожараёнлардан бири бу гидравлик зарба хисобданади. Гидравлик зарбанинг асосий масаласи сув чиқариш қувурларидаги босим ўзаришининг зарба импульсига таъсири деб қаралиб, тезлик ўзгариши билан боғлиқлиги ўрганилади ва сув кўтариш қобилиятининг босимга боғлиқлик қонунияти топилади. Н.Е. Жуковский назариясига асосан гидравлик зарбадаги асосий жараён босимнинг бир онда ўзгаришига боғлиқ бўлиб, суюқлик қовушқоқ бўлмай, сиқилувчан бўлганда Гук қонунига асосан ўзгариши кўрсатилди ва бу тадқиқот натижасида, қувурни абсолют қаттиқ материалдан ясалган деб олинди ва H напорли оқимнинг тезлиги топилди. Шу назарияга асосланиб махсус насос ёрдамида сувни юқорига кўтарувчи,яъни гидравлик тараннинг назарияси яратилди ва гидравлик зарба назариясини беқарор ҳаракат назарияси орқали ўрганилиб, қувурларда кўп фазали суюқликларни хайдаш орқали зарба кучи ҳақида фикр юритилади.
Кўп фазали суюқликлар формуласига асосан ҳаракат тезлиги
формуласи қуйидаги кўринишда бўлади [68, бет. 25, 92, бет. 74]:

Аралашманинг тезлиги таъминловчи оқимнинг оқиш ва қти
бирлигидаги тезлигига боғлиқ ҳолда ўзгаради:

Аралашманинг тезлиги барча оқим фазасида ва қтга боғлиқ ҳолда
ўзгаради ва локал характерга эга бўлмайди. Шу хоссага асосан локаль
характерга эга бўлган тезлик ўзгаришини қуйидагича ёзиш мумкин:

У ҳолда инерцион напор аралашма учун қуйидагича ёзилади:

Аралашма тезлиги фақат ва қтга боғлиқлигидан, тезликнинг ва қт
бўйича ўзгариши ҳам фақат ва қтнинг функцияси бўлиб қолади. Ўтилган йўл бўйича S интегралласак, ва қт бўйича ҳосилани ўзгармас каби интеграл
белгиси остидан чиқариш мумкин ва қуйидаги интегралга келади:

Буинтегралнингқиймати 1- 1 ва 2- 2 интер ва ллар орасидаг имасофани беради ва бу интегрални қуйидаги кўринишда ёзиш мумкин
бўлади ҳамда инерцион напорнинг 1- 1 ва 2- 2 оралиқлар
орасидаги қиймати йўқолган напорга тенг бўлиб, қуйидагича ёзилади:

ва беқарор ҳаракатнинг аралашма ҳаракати учун ёзилган формаси қуйидаги
кўринишни олади:

Бассейн билан туташтирилган гидротаран қурилмасидаги суюқликнинг ҳаракатини қараб чиқамиз. Бассейндаги сув ўзгарма ссатҳга эга. Бассейндан келаётган қувурнинг охири ёпиқ деб фараз қиламиз ва ёпиқ кранни биронда очамиз. Бу ҳолда қувурда сув қиши бошланади ва вақт ўтиши билан қувурдаги суюқликнинг тезлиги орта бошлаб, суюқликнинг тезлашиши бошланади.
Ҳаракат бошланиши олдидаги тезликнинг кичик бўлишини ҳисобга
олиб, қуйидагича ёзамиз:

Буердаги катталикфазаларқаршилигикоэффициентибўлиб, аралашматизими учун ўзгармаскатталикдебқараб, қуйидагитенгликниҳосил қиламиз:

Бу тенглама аралашманинг – чи фазасига тегишли биринчи тартибли оддий дифференциал тенгламадир. Изланаётган функцияни ва
тезликнитопиш учун бу тенгламани интеграллаймиз [64, 19 pp.]. Интегралагандан сўнг барқарор оқимнинг тезлиги ҳаракат тизими учун қуйидаги кўринишга келади:

ва қтга нисбатан дифференциал тенглама қуйидагича ёзилади:

Бу тенгламани бошланғич t=0 ва шартлар асосида
интеграллангандан сўнг оқим ва қтини топилади:

Қаралаётган оқимда барқарор ҳаракатни ўрнатиш учун жуда катта ва қт
интер ва ли керак бўлади. Бошқача айтганда барқарор ҳаракатни ўрнатиш
амалиётда мумкин бўлмаган ҳол. Масаланинг бундай қўйилиши математик қараш орқалигина тўғри келади.
Маълум кичик ва қт оралиғида ҳаракат бошланишидан бошлаб, қувурдаги беқарор ҳаракат барқарор ҳаракатга ўхшаб бошланадики бу ҳаракатни барқарор ҳаракат деб олиш мумкин бўлади. Беқарор ҳаракаттезлигини барқарор ҳаракат тезлигига мос келадиган ва қт оралиғини топиш учун олдиндан бу тезликларни бериш керак бўлади.
Беқарор ҳаракат тезлиги барқарор ҳаракат тезлигининг 99% берадиган қилиб танланганда беқарор ҳаракатни барқарор ҳаракат деб олиш ва тенгликни ёзиш мумкин. Бу ҳолда беқарор ҳаракат барқарор ҳаракат деб олиш мумкин бўлади, чунки ҳаракат амалда барқарор ҳаракат бўлади.
Юқорида келтирилган ҳол учун қуйидаги тенгликни ҳосил қилади.

Бу ердан эса:
Ёки
Охирги тенгликдан маълумки, беқарор ҳаракатни барқарор ҳаракатга
айлантириш ва қти системадаги 𝜏- параметргагина боғлиқ бўлиб, бу ва қт
оралиғида барқарор ҳаракат бошланади.Формулага кўра бу барқарор
ҳаракат оралиғи қувурнинг узунлигига , қаршиликларнинг йиғиндиси
коэффициентига ва напорга H боғлиқ бўлади. Бу факторларнинг ҳар
бирини алоҳида қараб чиқамиз.
(2.14) формулага кўра қувур узунлиги ўзгариши билан 𝜏 параметрнинг
катталашиши кузатилади, бу эса беқарор ҳаракатнинг давом этиш ва қтининг
узайишига олиб келади. Бу эса қувур узунлиги ортиши билан қувурдаги
аралашма массаси ортиб боришини ва суюқликнинг ҳайдалиши жараёнида пайдо бўлган инерцион кучни енгиш учун энергия сарфланишига олиб келади. Формуладан маълумки, узунлиги нолга интилувчи қувурда (2.12) ва (2.15) формулаларга асосан ҳайдаш тўхтайди, қувурдаги аралашма массаси нолга тенг бўлади, қаршиликка сарфланувчи энергия йўқ. Шу ва қтнинг ўзида басейн юпқа деворидаги тешикни очиш муносабати билан, қувурда барқарор ҳаракат бошланади . (2.10) формулага кўра H напорнинг ортишиши муносабати билан беқарор оқимдан барқарор оқимга ўтиш даври камайиб боради.