Gidravlika, texnik termodinamika va issiqlik uzatish nazariyasi asoslari yoritilgan. Gidrostatika asoslari, harakatlanuvchi oqimlarning kinematikasi va dinamikasi, ideal va real gazlarning issiqlik va energiya xarakteristikalari, issiqlik uzatishning asosiy turlari, gidrodinamik va issiqlik almashinuv jarayonlarining o'xshashlik nazariyasi ko'rib chiqiladi.
Qo'llanma 28020265 ixtisosliklarida tahsil olayotgan talabalar uchun mo'ljallangan. Muhandislik muhofazasi atrof-muhit". Undan “Gidravlika” va “Issiqlik texnikasi” fanlarini o‘rganayotgan boshqa mutaxassislik talabalari ham foydalanishlari mumkin.

suyuqlik modellari.
Ko'pgina masalalarni hal qilishni soddalashtirish uchun haqiqiy suyuqlik o'rniga haqiqiy suyuqliklarning faqat ba'zi xususiyatlariga ega bo'lgan u yoki bu suyuqlik modeli ko'rib chiqiladi. Bu xususiyatlar hal etilayotgan muammoda hal qiluvchi ahamiyatga ega, shuning uchun bunday soddalashtirishlar kerakli qiymatlarni aniqlashda jiddiy xatolarga yo'l qo'ymaydi.

Asosiy mavjud suyuqlik modellarini ko'rib chiqing.
Ideal suyuqlik yopishqoqligi bo'lmagan suyuqlikdir.
Siqilmaydigan suyuqlik - bosim o'zgarganda zichligi o'zgarmaydigan suyuqlik.

Mukammal suyuqlik - bu siqilmaydigan suyuqlik bo'lib, unda molekulalar o'rtasida birlashuvchi kuchlar mavjud emas va molekulalarning ichki hajmi nolga teng.
Mukammal gaz - bu siqiladigan suyuqlik (gaz) bo'lib, unda molekulalar o'rtasida birlashuvchi kuchlar mavjud emas va molekulalarning ichki hajmi nolga teng.

Ideal gaz mukammal gazdir. yopishqoqlikdan mahrum.
Baroklinik suyuqlik gazdir. uning zichligi bosim va haroratga bog'liq.
Barotrop suyuqlik gazdir. uning zichligi faqat bosimga bog'liq.

MUNDARIJA
Muqaddima
Asosiy belgilar
Kirish
I qism. GIDRAVLIKA ASOSLARI
1. SUYUQLARNING FIZIK XUSUSIYATLARI
1.1. Suyuqliklarning asosiy fizik xossalari
1.2. Suyuqlik modellari
2. GIDROSTATIKA
2.1. Suyuqlik muvozanatining differensial tenglamalari
2.2. gidrostatik qonun. gidrostatik bosim
2.3. Aloqa qiluvchi tomirlardagi suyuqliklar uchun muvozanat shartlari
2.4. Eng oddiy gidravlika mashinalari
2.5. Bosimni o'lchashning asosiy usullari va asboblari
2.6. Arximed qonuni
2.7. Jismlarning muvozanati va barqarorligi. suyuqlikka botiriladi. Suyuqlik yuzasida suzuvchi jismning muvozanati
2.8. Yer atmosferasining muvozanati
3. GIDRODİNAMIKA
3.1. Kinematika asoslari
3.1.1. Oqim chiziqlari va quvurlari. Oqim tenglamasi
3.1.2. Uzluksiz muhitning suyuqlik zarrachasining harakati
3.1.3. Vorteks va irrotatsion oqim
3.1.4. Tez aylanish
3.2. Dinamikaning asoslari
3.2.1. Uzluksiz muhit zarrasiga ta'sir qiluvchi kuchlar. Elementar hajmning stress holati. Stokesning ishqalanish qonuni
3.2.2. Differensial tenglama davomiylik
3.2.3. Impulsni uzatish uchun differensial tenglamalar. Eyler va Navye-Stoks tenglamalari
3.2.4. Differensial energiya tenglamasi
3.3. Yopishqoq oqim harakati
3.3.1. Suyuqlik oqimi rejimlari
3.3.2. Turbulent oqimning xususiyatlari
3.3.3. Laminar va turbulent suyuqlik oqimi uchun harakat va energiya tenglamalari
3.3.4. Turbulentlik modellari
3.4. Past viskoziteli suyuqlikning harakati
3.4.1. chegara qatlami
3.4.2. Noqonuniy oqim harakati
4. GIDRAVLIK QARShILISH
4.1. Uzunlik qarshiligi
4.2. Mahalliy gidravlik qarshilik
II qism. TERMODİNAMIKA ASOSLARI
5. TERMODINAMIK TIZIM VA UNING PARAMETRLARI
5.1. Termodinamik tizim va uning holati
5.2. Termal holat parametrlari
6. IDEAL GAZ
6.1. Ideal gaz holati tenglamasi
6.2. Ideal gazlar aralashmalari
7. TERMODİNAMIK TIZIMLARNING ENERGIYA XUSUSIYATLARI.
7.1. Ichki energiya. Entalpiya
7.2. Ish. Issiqlik
7.3. Issiqlik quvvati
8. TERMODİNAMIKANING BIRINCHI KELIB ETISHI
8.1. Termodinamikaning birinchi qonunining bayoni
8.2. Asosiy termodinamik jarayonlar uchun termodinamikaning birinchi qonuni
9. TERMODİNAMIKANING IKKINCHI KELIB ETISHI
9.1. Termodinamikaning ikkinchi qonunining bayoni
9.2. Karno sikli
9.3. Klauzius integrali
9.4. Entropiya va termodinamik ehtimollik
10. REAL GAZ
10.1. Haqiqiy gazlar uchun holat tenglamalari
10.2. Juftliklar. Doimiy bosim ostida bug 'hosil qilish
10.3. Klayperon-Klauzius tenglamasi
10.4. Fazali o'tishlarning pT diagrammasi
III qism. ISIQLIK VA MASSA TRANSFERASI NAZARIYASI ASOSLARI
11. ISSIQLIK VA MASSA TRANSFERASI NAZARIYASINING ASOSIY TUSHUNCHALARI VA QONUNLARI.
11.1. Issiqlik uzatish turlari
11.2. Molekulyar va konvektiv issiqlik almashinuvining asosiy tushunchalari va qonuniyatlari
12. Jismoniy hodisalarning o'xshashligi NAZARIYASI ASOSLARI.
12.1. Suyuqlik dinamikasi va issiqlik uzatish masalalarini matematik shakllantirish
12.2. Fizik jarayonlarning o'xshashligi nazariyasi asoslari
12.3. Hajmi aniqlash va haroratni aniqlash
12.4. Muammoning matematik formulasidan umumlashtirilgan o'zgaruvchilarni aniqlash
12.5. O'lchovli tahlil asosida o'xshashlik raqamlarini olish
13. STATSION REJIMDAGI ISSIQLIK O'TKAZISH VA ISIQLIK O'TKAZISHI.
13.1. Moddalarning issiqlik o'tkazuvchanligi
13.2. Yassi devor orqali issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik uzatish
13.3. Silindrsimon devor orqali issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik uzatish
13.4. Sferik devor orqali issiqlik o'tkazuvchanligi va issiqlik o'tkazuvchanligi
14. STATSION REJIMDAGI ISILIK O'TKAZISH
14.1. Statsionar bo'lmagan harorat maydonlari uchun o'xshashlik shartlari
14.2. Yassi devorning statsionar bo'lmagan issiqlik o'tkazuvchanligi
15. ISSIQLIKNI RAKISH
15.1. Issiqlik uzatish intensivligiga ta'sir qiluvchi omillar
15.2. Issiqlik uzatish va ishqalanish o'rtasidagi bog'liqlik
15.3. Turbulent chegara qatlami uchun ishqalanish va issiqlik uzatish qonunlari
15.4. Yassi plastinkaning majburiy konvektsiyasi paytida issiqlik uzatish
15.4.1. Laminar chegara qatlami bo'lgan plastinkaning issiqlik uzatilishi
15.4.2. Turbulent chegara qatlami bo'lgan plastinkaning issiqlik uzatilishi
15.5. Yagona trubka va quvur to'plamlari atrofida tashqi oqimdagi issiqlik uzatish
15.6. Quvurlar va kanallarda suyuqlik oqimi paytida issiqlik uzatish
15.7. Erkin konvektsiya paytida issiqlik uzatish
15.8. Fazali transformatsiyalar paytida issiqlik uzatish
15.8.1. Kondensatsiya paytida issiqlik uzatish
15.8.2. Qaynatish paytida issiqlik uzatish
15.8.3. Quvurlar orqali suyuqlik harakati sharoitida qaynatish paytida issiqlik uzatish
15.9. Issiqlik uzatishni kuchaytirish
16. RADYASİYONLARNING ISIQLIK UZATISHI
16.1. Asosiy tushunchalar va ta'riflar
16.2. Radiatsion issiqlik uzatishning asosiy qonunlari
16.3. Shaffof muhit bilan ajratilgan qattiq jismlar orasidagi radiatsion issiqlik almashinuvi
16.4. Himoya ekranlari
16.5. Gaz va qobiq o'rtasida radiatsion issiqlik almashinuvi
17. ISITILIK OLMAYISHLAR
17.1. Issiqlik almashtirgichlarning asosiy turlari
17.2. Rekuperativ issiqlik almashtirgichning termal hisobi
17.3. Rekuperativ issiqlik almashtirgichning gidravlik hisobi bo'yicha
17.4. Issiqlik almashinuvchilari samaradorligini oshirish yo'llari
Adabiyotlar ro'yxati.

Gidravlika - suyuqlikning muvozanat va harakat qonunlarini, shuningdek usullarini o'rganadigan fan. amaliy qo'llash bu qonunlar. Gidravlika qonunlari gidrotexnika inshootlarini, gidromashinalarni loyihalash va qurishda, quvurlarni hisoblashda va hokazolarda qo'llaniladi.

Gidravlika sohasidagi tadqiqotlarning birinchi, juda muhim natijalari suyuqlikka botgan jismning muvozanati toʻgʻrisidagi qonunni kashf etgan qadimgi yunon olimi Arximed (miloddan avvalgi 287-212) nomi bilan bogʻliq. Biroq, Arximed lavozimida deyarli 1700 yil davomida gidravlika sezilarli rivojlanish olmadi.

Uyg'onish davrida gidravlika rivojlanishining yangi bosqichi keldi. Bu erda tomirlar tubiga va devorlariga bosim kuchini aniqlash qoidalarini bergan golland olimi Stevin (1548-1620) ishini qayd etishimiz kerak; italyan olimi Torricelli (1608-1647), oqayotgan suyuqlikning xossalarini o'rgangan va suyuqlikning idishdagi teshikdan chiqishi qonunini kashf etgan; Suyuqlik yuzasiga ta'sir qiladigan bosimni o'tkazish to'g'risidagi qonunni ishlab chiqqan frantsuz matematigi va fizigi Paskal (1623-1662).

B XVII-XVIII asrlar. muhim qonunlar qabul qilindi
gidromexanika. Nyuton (1643-1727) tomonidan mexanika qonunlarining ochilishi suyuqliklarning harakat qonunlarini o'rganish uchun zarur asos yaratdi. Nyuton suyuqliklarning ichki ishqalanish nazariyasi asoslarini ishlab chiqdi, uni izdoshlari, jumladan, rus olimi N.P.Petrov (1836-1920) yanada rivojlantirdilar. U ishlab chiqqan nazariya moylashning gidrodinamik nazariyasi deb ataldi.

Nazorat ishi

Gidravlika va issiqlik texnikasi asoslari

bosimli gidrostatik nasos

Berilgan: Dt 0 \u003d 7 0 C, b t \u003d 10 -4 ° S -1; b w = 5´10 -10 Pa -1

DP ni aniqlang

Volumetrik siqilish koeffitsientlari b w va termal kengayish b t formulalar bilan aniqlanadi:

qayerda DV- boshlang'ich hajmning o'zgarishi W n, qiymat bo'yicha bosimning o'zgarishiga mos keladi Dp yoki harorat qiymati bo'yicha Dt; Vn suyuqlik qizdirilgunga qadar egallagan boshlang'ich hajmi; Vh1- suyuqlik qizdirilgandan keyin atmosfera bosimida egallagan boshlang'ich hajmi.

Ushbu formulalardan:

Biz kerakli qiymatni topamiz Dp harorat ma'lum bir qiymatga o'zgarganda Dt°S:

Vazifa 2

Berilgan: r ichida\u003d 1000 kg / m 3; g\u003d 9,81 m / s 2, H \u003d 4 m, h \u003d 3,3 m, b \u003d 1,3 m, r sinf=2,15∙10 3 kg / m 3

Buni aniqlash kerak:

1. Oldindan gidrostatik bosim diagrammasini tuzgan devor uzunligining 1 chiziqli metriga ortiqcha gidrostatik bosim kuchi.

2. Bosim markazining joylashuvi.

3. Barqarorlik chegarasi K ag'darish uchun himoya devori.

Devor kengligi b 3 barqarorlik chegarasi bilan K = 3.

Yechim

1) Devorga gidrostatik bosim diagrammasini tuzish uchun A va B nuqtalardagi ortiqcha bosimni quyidagi formula yordamida aniqlash kerak:

, (1)

suvning zichligi qayerda,

h- ma'lum bir nuqtani suv sathi ostida cho'mish chuqurligi, m.

Gidrostatik bosim diagrammasini qurishda, bosim har doim ta'sir qiladigan maydonga perpendikulyar yo'naltirilganligini esga olish kerak.

A nuqtada h A =0, shuning uchun (1) formulaga muvofiq, ortiqcha bosim nolga teng p A =0

B nuqtasida h B =h, shuning uchun (1) formulaga muvofiq, ortiqcha bosim nolga teng p B =1000∙9,81∙3,3=32373 Pa=32,4 kPa

1 sm = 10 kPa shkalada biz gidrostatik bosimni - uchburchakni chizamiz.

Yassi devordagi ortiqcha gidrostatik bosim kuchi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

, (3)

qayerda pc.t.. - namlangan sirtning og'irlik markazidagi bosim, Pa (N / m 2);

w - namlangan sirtning maydoni, m 2, w=h∙1 l.m.

Formula (1) bo'yicha:

,

bu yerda h ct - suyuqlikning erkin yuzasidan tortishish markazigacha bo'lgan masofa.

h ct \u003d 3,3 / 2 \u003d 1,65 m

Ortiqcha gidrostatik bosimning umumiy kuchini qo'llash nuqtasi bosim markazi deb ataladi. Bosim markazining holati quyidagi formula bilan aniqlanadi:

, (4)

qayerda Lc.d. - tekis devordagi bosim markazidan suyuqlikning erkin darajasigacha bo'lgan masofa, m; Lc.t.. - tekis devordagi devorning og'irlik markazidan suyuqlikning erkin darajasigacha bo'lgan masofa, m; w - namlangan yuzaning maydoni, m; J- og'irlik markazidan o'tadigan gorizontal o'qqa nisbatan namlangan tekis maydonning inersiya momenti.

Yassi to'rtburchaklar shakli uchun:

Chiziqli m

(4) o'rniga:

Keling, aylanish momentini topamiz.

Mopr \u003d 53,41 ∙ (3,3-2,2) \u003d 58,75 kNm

O nuqtaga nisbatan ushlab turish momenti quyidagilarga teng:

qayerda G- tayanch devorining og'irligi, kN.

Devorning og'irligi G=mg=rclVg=rcl b H 1 pm g

Bu erda rcl - toshning zichligi.

Burilish barqarorligi chegarasi O nuqtaga nisbatan kuchlarning ushlab turish momentining ag'darish momentiga nisbatiga teng:

M=71,29/58,75=1,21, qiymatdan boshlab K uchdan kam bo'lib chiqdi, keyin biz devorning kengligini aniqlaymiz b 3 , bu barqarorlik chegarasini qondiradi K = 3.

M sp1 \u003d 3 Mopr \u003d 176,25 kNm

Olingan qiymatni 5 santimetrgacha yaxlitlash, biz devorning kengligini olamiz.

3-topshiriq (B0)

Berilgan: D=1,7 m, r=1000 kg/m 3, H=2 m

Rolikli darvoza kengligining 1 metriga gidrostatik suv bosimining kuchining kattaligi va yo'nalishini aniqlang

Silindrsimon sirtdagi suvning ortiqcha gidrostatik bosimining umumiy kuchi quyidagi formula bilan aniqlanadi:

bu erda P x - ortiqcha gidrostatik bosim kuchining gorizontal komponenti, N,

P y - ortiqcha gidrostatik bosim kuchining vertikal komponenti, N.

,(6)

Bu erda h ct - vertikal silindrsimon sirtning og'irlik markazidan suv sathigacha bo'lgan vertikal masofa, m,

Silindrsimon sirtning vertikal proektsiyasining maydoni, m 2.

Ortiqcha gidrostatik bosim kuchining vertikal komponenti quyidagi formula bilan aniqlanadi:

Bu erda W - bosim tanasining hajmi, m 3. Bosim kuchining vertikal komponenti bosim tanasining hajmidagi suyuqlikning og'irligiga teng. Silindrsimon yuzaning bosim tanasini topish uchun uni 2 qismga ajratamiz: AB va BC va AB sirt uchun bosim tanasi musbat, BC uchun - manfiy bo'ladi. Butun silindrsimon ABC yuzasidagi bosim tanasining hosil bo'lgan hajmi va uning belgisi AB va BC egri sirtlaridagi bosim jismlarining algebraik yig'indisi orqali topiladi. 3-rasmdagi bosim tanasi. soyali.

Formula (5) ga ko'ra, bosim kuchining natijasi:

Ortiqcha gidrostatik bosim kuchi radius bo'ylab silindrsimon sirtning markaziga vertikalga ph burchak ostida yo'naltiriladi:

Bosim markazining holati quyidagi formula bilan aniqlanadi:

,

4-topshiriq (B0)

Berilgan: 5-rasm, k e \u003d 0,1 mm, Q \u003d 3,5 l/s, d 1 \u003d 75 mm \u003d 0,075 m, d 2 \u003d 50 mm \u003d 0,05 m \u003d 0,05 m, d030u 0 ,04 m, l 1 \u003d 6 m, l 2 \u003d 2 m, l 1 \u003d 1 m, t \u003d 30 0 C

Majburiy:

1. Quvurning har bir qismida suv harakati va bosimning yo'qolishi tezligini (uzunlik va mahalliy bo'ylab) aniqlang.

2. Bosimni o'rnating H tankda.

Masshtabga nisbatan bosim va pyezometrik chiziqlarni qurish.

Yechim

D. Bernulli tenglamasini umumiy shaklda 0-0 (tankdagi suyuqlikning erkin yuzasida) va 3-3 (trubadan oqim chiqishida) kesma uchun tuzamiz, biz o'qni olamiz. taqqoslash tekisligi sifatida quvur liniyasi:

qayerda z 0 , z 3 - 0 va 3 kesimlarning og'irlik markazlaridan o'zboshimchalik bilan tanlangan gorizontal taqqoslash tekisligigacha bo'lgan masofa; z 0 -z 3 \u003d H,

p 0 , p 3 - tirik kesimlarning og'irlik markazlaridagi bosim 0 va 3, p 0 =p 3 =p at;

v 0 , v 3 - 0 va 3 jonli uchastkalarda suyuqlik harakatining o'rtacha tezligi;

a 0 , a 3 - kinetik energiya koeffitsienti (Koriolis koeffitsienti) - ko'rib chiqilayotgan qismdagi oqimning haqiqiy kinetik energiyasining o'rtacha tezlikdan hisoblangan kinetik energiyasiga nisbatiga teng bo'lgan o'lchovsiz qiymat bo'lgan tuzatish koeffitsienti.

0-0 kesimidagi tezlik bosimi e'tiborga olinmaydi

Laminar harakat rejimi uchun a = 2, turbulent uchun esa 1 ga teng bo'lishi mumkin;

h 0-3 - oqim 1-qismdan 2-qismga o'tganda qarshilik kuchlarini engish uchun bosimning yo'qolishi; r \u003d 1000 kg / m 3; g\u003d 9,81 m / s 2.

Keyin tenglama quyidagi shaklni oladi:

(7)

Har bir bo'limda suv harakati tezligini aniqlang.

Tezlik

Har bir bo'limda suyuqlik harakati rejimini aniqlaymiz.

Reynolds raqami:

Bu yerda n - kinematik yopishqoqlik koeffitsienti, 1-ilovaga muvofiq t=30 0 S da suv uchun n=0,009 sm 2 /c=0,009∙10 -4 m 2 /s.

Barcha sohalarda suyuqlik oqimi rejimi turbulentdir, shuning uchun gidravlik ishqalanish koeffitsienti Altshul formulasi bilan aniqlanadi:

, (12)

qayerda kuh- quvur devorining ekvivalent pürüzlülüğü.

Bosimning yo'qolishi uzunlik bo'yicha yo'qotishlar va mahalliy yo'qotishlar yig'indisiga teng:

h w \u003d h l + h m

Uzunlik bo'ylab boshning yo'qolishi Darsi formulasi bilan aniqlanadi:

1. Mahalliy qarshiliklarda boshning yo'qolishi Veysbax formulasi yordamida hisoblanadi:

qayerda V- berilgan mahalliy qarshilik orqasida o'rtacha tezlik; z - mahalliy qarshilikning o'lchovsiz koeffitsienti ma'lumotnomadan aniqlanadi.

Uzunlik yo'qolishi:

, 2-ilovaga muvofiq p sun1 =0,324

, 2-ilovaga muvofiq p sun2 =0,242

Quvurning kirish qismida boshning yo'qolishini hisoblashda mahalliy qarshilik koeffitsienti z ichida 0,5 ga teng.

tezlik boshi

(7) o'rniga:

H=0,40+0,06+0,16+0,26+0,05+0,10+0,02=1,05 m

Bosim liniyasi qurilmoqda. Bosim chizig'i umumiy boshning qanday o'zgarishini ko'rsatadi: (umumiy o'ziga xos energiya) oqim uzunligi bo'ylab. Qiymatlar H quvur liniyasining markaziy chizig'idan vertikal yuqoriga qarab yotqizilgan.

Bosim chizig'ini qurishda vertikallar bilan hisoblangan qismlarni tanlash kerak. Bu masalada uchta shunday bo'lim bo'ladi. Bundan tashqari, o'zboshimchalik bilan tanlangan vertikal shkalada, tankdagi topilgan suyuqlik darajasining qiymati markaziy chiziqdan chiziladi. H. Ushbu daraja bo'ylab gorizontal chiziq chizib, biz boshlang'ich (boshlang'ich) boshning chizig'ini olamiz. Suyuqlikning quvur liniyasiga kirish qismiga mos keladigan vertikal bo'ylab idishdagi suyuqlik sathidan suyuqlik quvurga kirganda boshning yo'qolishiga teng shkala bo'yicha segment yotqiziladi (mahalliy qarshilikdagi bosimning yo'qolishi). hichida). Joylashuv yoqilgan L 1 quvur liniyasi uzunligi bo'ylab bosimning yo'qolishi mavjud hL 1 . Bo'lim oxiridagi bosim chizig'iga tegishli nuqtani olish uchun L 1 , qismning oxirida suyuqlik quvurga vertikal ravishda kirgandan so'ng, to'liq bosim chizig'ini to'xtatish kerak. L 1 shkala bo'yicha ushbu bo'limda boshning yo'qolishiga mos keladigan segmentni pastga tushiring hL 1 . Keyin bo'lim oxirida to'liq bosim nuqtasidan L 1 segment mahalliy qarshilikdagi bosimning yo'qolishiga mos keladigan shkalada chizilgan (to'satdan kengayish hvr), va hokazo quvur liniyasi oxirigacha. Har bir bo'limda to'liq bosim nuqtalarini ulab, biz bosim chizig'ini olamiz. Piezometrik chiziq oqim uzunligi bo'ylab piezometrik boshning (o'ziga xos potentsial energiya) qanday o'zgarishini ko'rsatadi. O'ziga xos potentsial energiya o'ziga xos kinetik energiya qiymati bo'yicha umumiy o'ziga xos energiyadan kichikdir v 2 / (2g). Shuning uchun, piezometrik chiziqni qurish uchun har bir bo'lim uchun a qiymatini hisoblash kerak v 2 / (2g) har bir qismning boshida va oxirida va olingan nuqtalarni bog'lab, biz piezometrik chiziq quramiz.

Yuqori chiziq (ko'k) - bosim

Pastki (qizil) - piezometrik

Gorizontal masshtab: 1 sm - 1,25 m

Vertikal o'lchov: 1 sm - 0,2 m

5-topshiriq (v0)

Berilgan: d=200 mm=0,2 m, L=200 m, L quyosh=20 m, d quyosh=200 mm=0,02 m, Q=47,1 l/s=0,0471 m 3 /s, H=2,2 m.

Buni aniqlash kerak:

1. Nasosga kirish joyidagi bosim (bo'limdagi vakuum o'lchagichning ko'rsatilishi 2 -2), suv ustunining metrlarida ifodalangan.

Quduqqa suv bir xil diametrli ikkita quvur orqali etkazib berilsa, bu qismdagi vakuum qanday o'zgaradi d?

Yechim

Nasosga kirishda kerakli vakuum qiymatini aniqlash uchun (bo'lim 2-2) - suv olish qudug'idagi suv sathidan nasos o'qining balandligini bilish kerak. Bu balandlik balandliklarning yig'indisidir H + z. Qiymatidan beri H berilgan bo'lsa, daryo va suv olish qudug'idagi suv sathining farqini aniqlash kerak z.

Qiymat z Gravitatsiya chizig'ining ma'lum uzunligi va diametri uchun u Q oqim tezligiga bog'liq va bo'limlar uchun tuzilgan Bernulli tenglamasidan aniqlanadi. Oh-oh va 1-1 (9-rasm):

. (14)

Gorizontal tekislik uchun 1-1 bo'limni taqqoslash va hisoblash v 0 = 0 va v 1 = 0, shuningdek, kesmalardagi bosimlarni hisobga olgan holda Oh-oh va 1-1 atmosferaga teng ( p o= p at va p 1= p at), biz tenglamaning hisoblangan shakliga egamiz:

Shunday qilib, hovuz va suv olish qudug'idagi suv sathining farqi tortishish chizig'i bo'ylab suv harakati paytida bosim yo'qotishlarining yig'indisiga teng. Bu uzunlik bo'ylab va mahalliy qarshiliklarda bosh yo'qotishlardan iborat.

Gravitatsion quvur liniyasidagi tezlik:

Mahalliy qarshiliklarga quvur liniyasiga kirish va undan chiqish kiradi. Ushbu qarshiliklarda bosimning yo'qolishini aniqlashda kirishning mahalliy qarshilik koeffitsienti z in = 3, chiqish z chiqishi = 1 bo'lishi kerak.

Biz kinematik yopishqoqlik koeffitsientini qabul qilamiz n \u003d 0,01x10 -4 m 2 / s, keyin (8) formula bo'yicha Reynolds raqami:

Quvur devorlarining ekvivalent pürüzlülüğünü qabul qilamiz kuh= 1 mm

Keyin (15) bosimning pasayishi z=0,46+3,33=3,79 m

Nasosga kirishda kerakli vakuum qiymati 1-1 va bo'limlar uchun tuzilgan Bernoulli tenglamasidan aniqlanadi. 2 -2, bu holda, taqqoslashning gorizontal tekisligi uchun biz bo'limni olamiz 1 -1:

Bosh yo'qotish uzunligi yo'qotish va mahalliy yo'qotish yig'indisiga teng.

Qabul qiluvchi valfning mahalliy qarshilik koeffitsienti adj ga muvofiq panjara bilan. 3 z to'plamiga teng \u003d 5,2, tizza z soni \u003d 0,2.

Uzunlik yo'qolishi:

Keyin h 1-2 \u003d 0,62 + 0,33 \u003d 0,95 m

Nasosi kirish joyidagi vakuum:

Suv bir xil diametrli ikkita tortish quvurlari orqali harakat qilganda, kesmada yangi vakuum qiymati 2-2 bir oqim trubkasidan o'tishga asoslangan holda aniqlanadi Q 1 \u003d Q / 2 \u003d 0,02355 m 3 / s

Gravitatsion quvur liniyasidagi tezlik:

(13) formula bo'yicha mahalliy yo'qotishlarni aniqlaymiz.

Reynolds raqami:

Formula (12) bo'yicha gidravlik ishqalanish koeffitsienti:

Darsi formulasidan foydalanib, uzunlik bo'ylab boshning yo'qolishini topamiz:

Keyin (15) bosimning pasayishi z=0,12+0,86=0,98 m

Nasosi kirish joyidagi vakuum:

Vakuum 63,3:12,6=5 marta kamayadi.

6-topshiriq (v0)

Berilgan: d 1 \u003d 4,5 sm, d 2 \u003d 3,5 sm, H 1 \u003d 1,5 m, h 1 \u003d 1 m, h 2 \u003d 0,5 m

Buni aniqlash kerak:

Iste'mol Q,

Bo'limlarda suv sathining farqi h.

a) erkin chiqib ketish, b) sath ostidagi chiqish

Yechim

Teshiklar va nozullardan oqib chiqayotganda suyuqlik oqimi tezligi quyidagi formula bo'yicha aniqlanadi:

, (16)

bu erda w - teshikning maydoni, w \u003d pd 2/4, H - teshik markazidan yuqori samarali bosim: m - oqim koeffitsienti (teshikdan oqib chiqayotganda siz m o \u003d olishingiz mumkin) 0,62, ko'krakdan - m n \u003d 0,82).

Faraz qilaylik, teshik suv bosmagan. Keyin, (16) formulaga muvofiq, biz oqim tezligini topamiz:

Teshik va nozuldan oqim tezligining tengligini hisobga olib, biz aniqlaymiz

. (20)

(h 2 + H 2) \u003d 0,5 + 2,35 \u003d 2,85m³ h 1 \u003d 1m, shuning uchun teshik suv bosgan, suv bosgan teshikdan chiqishni hisobga olgan holda qayta hisoblaylik. Ushbu holatda:

Bu tenglikdan H 2 ni topamiz.

Suv toshqini holatini tekshirish

(h 2 + H 2) \u003d 0,5 + 1,22 \u003d 1,72m\u003e h 1 \u003d 0,5 m va kerakli oqimni aniqlang

.

Istalgan qiymatni topish

h \u003d (h 1 + H 1) - (h 2 + H 2) \u003d (1 + 1,5) - (0,5 + 1,22) \u003d 0,78 m

Biz tekshirishni amalga oshiramiz

.

7-topshiriq (v0)

Berilgan: Q \u003d 60 l / s \u003d 0,06 m 3 / s, L \u003d 0,75 km \u003d 750 m, z \u003d 3 m, H w \u003d 12 m, quyma temir quvurlar, hm0 \u003d 0.3 m.

d, Hb, Hsv \ toping

Quvurning diametri Ilovada keltirilgan marjinal xarajatlar jadvaliga muvofiq belgilanadi. to'rtta.

Q=60 l/s va cho’yan quvurlar uchun d=250 mm ni belgilaymiz

Suv minorasining kerakli balandligi tenglamadan aniqlanadi

,

, (21)

qayerda h w- quvur liniyasi qismida A nuqtadan B nuqtagacha bo'lgan bosimning yo'qolishi, bu uzunlik bo'ylab bosimning yo'qolishi va mahalliy qarshiliklardagi bosimning yo'qolishi yig'indisi:

, (22)

qayerda S 0 - quvurning o'ziga xos qarshiligi; K- quvurning oqim xarakteristikasi (oqim tezligi moduli).

Quvurdagi tezlik:

Shuning uchun kvadrat bo'lmaganligi uchun tuzatish kerak emas.

5-ilovaga muvofiq d = ​​250 mm kvadratik qarshilik hududida ishlaydigan quvurning o'ziga xos qarshiligi:

S 0 kv.=2,53 s 2 /m 6

Bosh yo'qotish formulasi (22):

Keyin, (21) formulaga muvofiq, minora balandligi:

Nb=7,51+12-3=16,51 m, Nb=17 m gacha yaxlitlangan.

Tarmoqning so'nggi nuqtasida hisoblanganning yarmiga teng oqim tezligidagi erkin bosimning qiymati formula bilan aniqlanadi:

, (28)

oqim tezligida tarmoqdagi bosimning yo'qolishi qayerda Q 1 .

Q 1 \u003d Q / 2 \u003d 0,03 m 3 / s

Tezlik

Kvadratsizlik uchun tuzatish kerak,

k 1 - to'g'rilash koeffitsienti, kvadratik bo'lmaganni hisobga olgan holda, adj bo'yicha. 6 k 1 \u003d 1.112

Bosh yo'qotish formulasi (22):

8-topshiriq (v0)

Berilgan: L 1-2 = 600 m, L 2-3 = 100 m, L 3-4 = 0,5 km = 500 m, L 2-5 = 0,7 km = 700 m, Q 2 = 11 l / c \u003d 0,011 m 3 / s, Q 3 \u003d 9 l / s \u003d 0,009 m 3 / s, Q 4 \u003d 7 l / s \u003d 0,007 m 3 / s, Q 5 \u003d 16 l / s \u003d 0,010 m / s, q 3-4 \u003d 0,01 l/s m, q 2-5 \u003d 0,02 l/s m, Hsv \u003d 15 m

Majburiy:

2. Quvur diametrlarini asosiy yo'nalishda maksimal oqim tezligiga qarab o'rnating.

3. Suv minorasining kerakli balandligini aniqlang.

4. Filialning diametrini asosiydan aniqlang.

Suv olish nuqtalarida bo'sh boshlarning haqiqiy qiymatlarini hisoblang.

Yechim:

1. Sayohat xarajatlarini aniqlang Qn 3-4 , Qn 2-5 formula bo'yicha

qayerda q- saytdagi aniq sayohat xarajatlari; L- qism uzunligi.

Qn 3-4 = q 3-4 ∙ L 3-4 \u003d 0,01 ∙ 500 \u003d 5 l/s

Qn 2-5 = q 2-5 ∙ L 2-5 \u003d 0,02 ∙ 700 \u003d 14 l/s

2. Tarmoqning har bir uchastkasi uchun suv oqimining taxminiy tezligini belgilang, bunda saytdagi taxminiy oqim tezligi ushbu uchastkaning orqasida (suv harakati yo'nalishi bo'yicha) joylashgan tugun oqim tezligining yig'indisiga teng bo'ladi. Bunday holda, teng taqsimlangan sayohat xarajatlari qo'shni tugunlarda teng taqsimlangan xarajatlar bilan almashtiriladi.

Kvadratdan tashqari uchun tuzatish kerak emas.

d 2-5 \u003d 150 mm s 2 / m 6 uchun

Bosh yo'qotish formulasi (22):

6. Formuladan foydalanib, suv minorasining balandligini hisoblang

,

qayerda HSt.- quvur liniyasining oxirgi nuqtasida erkin bosim; S× h so'm minoradan oxirgi nuqtagacha bo'lgan asosiy chiziqning uchastkalarida bosim yo'qotishlari.

Nb \u003d 15 + 3,61 + 13,74 \u003d 32,35 m

Qabul qilingan qiymat Hb Nb = 33 m gacha dumaloq.

Formuladan foydalanib, asosiydan (2-bandda) filialning boshida suv bosimini aniqlang

,

qayerda h 1-2 - magistralning minoradan filialgacha bo'lgan qismida bosimning yo'qolishi.

H 2 \u003d 33-3,61 \u003d 29,39 m

Filial uchun o'rtacha gidravlik qiyalik formula bilan aniqlanadi

, (34)

qayerda HSt.- filialning so'nggi nuqtasida talab qilinadigan bo'sh bosh; L s 2 / m 6

Chugaev R.R. Gidravlika: Universitetlar uchun darslik. 5-nashr, qayta nashr. - M.: MChJ "BASTET", 2008. - 672 b.: kasal.

Shterenlicht D.V. Gidravlika. - M.: Kolos, 2006, - 656 b. loy..

Lapshev N.N. Gidravlika. - M.: Akademiya, 2007. - 295 b.

Rtishcheva A.S. Nazariy asos gidravlika va issiqlik texnikasi. Qo'llanma. - Ulyanovsk, UlGTU, 2007. - 171 p.

Bryuxanov O.N. Gidravlika va issiqlik texnikasi asoslari. - M .: Akademiya, 2008.

Akimov O.V., Kozak L.V., Akimova Yu.M. Gidravlika: darslik. nafaqa - Xabarovsk: Uzoq Sharq davlat transport universiteti nashriyoti, 2008 yil - 94 b.: kasal.

Akimov O.V., Kozak L.V., Akimova Yu.M. Gidravlika: usul. Amalga oshirish bo'yicha ko'rsatmalar laboratoriya ishi. 2-qism. - Xabarovsk: DVGUPS nashriyoti, 2009 yil - 27 p.: kasal.

Akimov O.V., Akimova Yu.M. Gidravlika. Hisoblash misollari: darslik. nafaqa - Xabarovsk: Uzoq Sharq davlat transport universiteti nashriyoti, 2009 - 75 p.: kasal.

Akimov O.V., Kozak L.V., Akimova Yu.M., Birzul A.N. Gidravlika: shanba. laboratoriya ishi. - Xabarovsk: Uzoq Sharq davlat transport universiteti nashriyoti, 2008 yil - 83 b.: kasal.

Kozak L.V., Romm K.M., Akimov O.V. Gidravlika. Gidrostatika: tipik muammolar to'plami. 3 qismda. - 1 va 2-qismlar. - Xabarovsk: DVGUPS nashriyoti, 2001 y.

Kozak L.V., Birzul A.N. Gidravlika. Gidrodinamika: shanba. tipik vazifalar. - Xabarovsk: Uzoq Sharq davlat transport universiteti nashriyoti, 2008 yil - 74 p.: kasal.

Yaxshi ishingizni bilimlar bazasiga yuborish oddiy. Quyidagi shakldan foydalaning

Talabalar, aspirantlar, bilimlar bazasidan o‘z o‘qishlarida va ishlarida foydalanayotgan yosh olimlar sizdan juda minnatdor bo‘lishadi.

E'lon qilingan http://www.allbest.ru/

XABAROVSK O‘LVASI TA’LIM VA FAN VAZIRLIGI

KGBOU SPO "Xabarovsk texnika kolleji"

Bo'lim: yarim kunlik

Mutaxassisligi: "O'rnatish va foydalanish

ichki sanitariya-tesisat asboblari,

havo sovutish

va ventilyatsiya.

Guruh: d 331 kz

Nazorat ishi

Fan bo'yicha: "Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika"

To'ldiruvchi: Litvinov A.A.

1. “Ishchi organ” tushunchasini tushuntiring. U sifatida qanday moddalar ishlatiladi, qanday parametrlar tavsiflanadi

2. Kritik bosim va kritik haroratni aniqlang, ularning son qiymatlarini bering

3. Nam havo nima? Uning xususiyatlarini bering

4. Havo oqimlarining turlari va ularning ajralish belgilarini sanab bering

5. Naychalar, ularning turlari, qanday maqsadda foydalaniladi

Ishlatilgan manbalar

1. “Ishchi organ” tushunchasini tushuntiring. Qanday moddalar sifatida ishlatiladiularning parametrlari tavsiflanadi

Termodinamika o'zaro o'zgarishlar qonuniyatlarini o'rganadi har xil turlari jismlar orasidagi energiya almashinuvi bilan bog'liq energiya, ko'pincha issiqlik va ish shaklida. Klassik termodinamika alohida molekulalarning xulq-atvori va xususiyatlari bilan qiziqmaydi, tadqiqot ob'ekti ko'p miqdordagi moddiy zarralar - atomlar, molekulalar va boshqalardan tashkil topgan makroskopik jismlardir.

ostida termodinamik tizim bir-biri bilan va atrof-muhit bilan energiya va massa almashinadigan jismlar to'plamini tushunish.

Har xil issiqlik dvigatellarida energiyani aylantirish jarayonlari deb nomlangan modda yordamida amalga oshiriladi ishchilartanasi. Suyuq, gaz va qattiq holatdagi moddalar ishchi organ vazifasini bajarishi mumkin. Ular tizim va atrof-muhit o'rtasidagi energiya almashinuvi jarayonida "vositachilar" dir. Misol uchun, isitiladigan gaz kengayadi va mexanik ishlarni bajaradi. Natijada issiqlik energiyasi mexanik energiyaga aylanadi.

Ishchi suyuqlik turli holat parametrlari - bosim, hajm, harorat, ichki energiya, entalpiya va boshqalar bilan tavsiflanadi. Asosiy holat parametrlari: solishtirma hajm, mutlaq bosim va mutlaq harorat.

Maxsus hajm - bu moddaning massa birligiga to'g'ri keladigan hajm:

Birlik hajmdagi massa, ya'ni. Muayyan hajmning o'zaro nisbati zichlik deb ataladi:

Bu nisbat aniq: .

Mutlaq bosim - bu gaz o'ralgan idishning devorlariga tasodifiy harakatlanuvchi molekulalarning ta'sirining yig'indisi natijasida hosil bo'lgan gaz bosimi va devor sirtining A birlik maydoniga ta'sir qiluvchi normal F kuchini ifodalaydi:

Kg / m 2 \u003d Pa.

SI tizimida bosim paskallarda (Pa) o'lchanadi.

Bosimni o'lchash uchun asboblar qo'llaniladi: atmosfera - barometrlar, atmosferadan yuqori - bosim o'lchagichlar, atmosfera ostida - vakuum o'lchagichlar. Barometr atmosferaning mutlaq bosimini (p atm) o'lchaydigan yagona asbobdir. Manometr yoki vakuum o'lchagichni qayd qiluvchi bosim ortiqcha (p g) deb ataladi. Bu ishchi suyuqlik holatining parametri emas, faqat idishdagi bosim atmosferadan qanchalik yuqori yoki past ekanligini ko'rsatadi. Idishdagi haqiqiy bosim (p) (mutlaq) holat parametri bo'lib, yig'indiga teng:

Vakuum o'lchagich shkalasidagi bosim odatda minus belgisi bilan ko'rsatiladi.

Tananing qizib ketish darajasini tavsiflovchi qiymatga harorat deyiladi.

Jismlarning qizish darajasi molekulalar harakatining o'rtacha kvadratik tezligiga quyidagi ifoda bilan bog'liq:

bu erda m = molekulaning massasi,

k - Boltsman doimiysi,

T - mutlaq harorat.

Mutlaq harorat kelvinlarda (K) o'lchanadi va har doim ijobiydir. Mutlaq nol - molekulalarning termal harakati to'xtaydigan harorat, ya'ni. Kelvin shkalasi bo'yicha harorat mos yozuvlar nuqtasi. Kelvin shkalasi bo'yicha harorat Selsiy shkalasidagi harorat bilan bog'liq:

Kelvin va Selsiy shkalalarida faqat kelib chiqishi farqlanadi va bir darajaga mos keladigan chiziqli o'lchamlar bir xil. Demak, 1 o C da harorat farqi 1 K ga teng.

Texnologiyada haroratni o'lchash uchun jismlarning turli xossalari qo'llaniladi: suyuq termometrlarda qizdirilganda kengayish, gaz termometrlarida doimiy hajmdagi bosimning o'zgarishi, qizdirilganda o'tkazgichning elektr qarshiligining o'zgarishi, termojuft zanjiridagi termo EMFning o'zgarishi, va boshqalar.

2 . Kritik bosim va tanqidni aniqlangharorat,ularning raqamli qiymatlarini bering

tanqidiy bosim kritik holatdagi moddaning (yoki moddalar aralashmasining) bosimidir. Kritik bosimdan past bosimda tizim ikkita muvozanat fazasiga - suyuqlik va bug'ga parchalanishi mumkin. Kritik bosimda suyuqlik va bug 'o'rtasidagi jismoniy farq yo'qoladi, modda bir fazali holatga o'tadi. Shuning uchun kritik bosimni suyuqlik fazasi va bug'ning birga yashashi sharoitida to'yingan bug'ning cheklovchi (eng yuqori) bosimi sifatida ham aniqlash mumkin. Kritik bosim - moddaning fizik-kimyoviy konstantasi. Aralashmalarning kritik holati kritik bosimning tarkibga bog'liqligi bilan farqlanadi va shuning uchun bitta kritik nuqtada emas, balki barcha nuqtalari bosim, haroratning kritik qiymatlari bilan tavsiflangan egri chiziqda amalga oshiriladi. , va konsentratsiya.

Kritik harorat- moddaning kritik holatidagi harorati. Ayrim moddalar uchun kritik harorat suyuqlik va muvozanatdagi bug 'o'rtasidagi fizik xususiyatlardagi farqlar yo'qolgan harorat sifatida aniqlanadi. Kritik haroratda to'yingan bug 'va suyuqlikning zichligi bir xil bo'ladi, ular orasidagi chegara yo'qoladi va bug'lanish issiqligi yo'qoladi. Kritik harorat moddaning o'zgarmas xususiyatlaridan (doimiy) biridir. Ba'zi moddalarning kritik harorat va bosim qiymatlari jadvalda keltirilgan:

3. Nam havo nima? Uning xususiyatlarini bering

Texnologiyada ko'pincha gazlarning bug'lari bilan aralashmalari qo'llaniladi, ular ma'lum sharoitlarda osonlikcha kondensatsiyalanadi. Bug '-gaz aralashmalarining eng tipik misoli atmosfera havosi, bu har doim suv bug'ini o'z ichiga oladi. Quruq havo va suv bug'ining aralashmasi deyiladi nam havo. Nam havoning xususiyatlarini bilish quritish va shamollatish va namlash qurilmalarini loyihalash va ishlatishda katta ahamiyatga ega.

Past bosimlarda quruq havo va uning tarkibidagi suv bug'larini ideal gazlar deb hisoblash mumkin. Bunda ideal gazlar aralashmasi uchun tuzilgan qonuniyatlar ular uchun amal qiladi.

Dalton qonuniga ko'ra, nam havoning mutlaq bosimi P bar odatda atmosfera bosimiga teng bo'ladi, - quruq havo R s.v va suv bug'ining R p qisman bosimlari yig'indisi.

R \u003d R s.v + R p

Suv bug'i o'ta qizib ketgan holatda nam havoda bo'ladi. Bunday holda, suv bug'ining qisman bosimi ma'lum bir haroratda nam havoning to'yinganlik bosimidan P n past bo'ladi. Quruq havo va qizib ketgan suv bug'ining aralashmasi deyiladi nam to'yinmagan havo. Agar to'yinmagan nam havo harorati doimiy bosimda kamaytirilsa, u holda P p = P n bo'lgan holatga erishish mumkin, ya'ni. suv bug'ining bosimi va harorati to'yinganlik holatiga mos keladi. Quruq havo va to'yingan suv bug'ining aralashmasi deyiladi nam havo bilan to'yingan. Nam havoning to'yingan bo'lishi uchun doimiy bosim ostida sovutilishi kerak bo'lgan harorat deyiladi shudring nuqtasi harorati t p.

Shuning uchun nam havoning har qanday holatida shudring nuqtasi harorati berilgan qisman bug 'bosimi P p ga mos keladigan to'yinganlik haroratiga son jihatdan tengdir.

Bug '-havo aralashmasini tavsiflash uchun uning tarkibini bilish kerak. Nam havoning tarkibi uning namligi va namligi bilan baholanadi. Mutlaq va nisbiy namlikni farqlang.

mutlaq namlik havo - 1 m 3 nam havo uchun suv bug'ining miqdori, ya'ni.

Nam havoning hajmi V c.v bug'ning V p hajmiga teng ekanligini hisobga olsak, havoning mutlaq namligi son jihatdan uning tarkibidagi suv bug'ining zichligiga teng c p.

Mutlaq namlikning p bilan nisbati va t p ga mos keladigan maksimal mumkin bo'lgan mutlaq namlikning n bilan nisbati to'yinganlik darajasini tavsiflaydi va deyiladi. nisbiy namlik.

Q qiymatlari q = 0 (quruq havo) dan q = 100% (nam to'yingan havo) gacha o'zgarishi mumkin.

Havodagi bug'ning ideal gaz sifatida qaralishini hisobga olsak, (P p v p \u003d P n v n), ya'ni.

P n to'yinganlik holatidagi qisman bosim to'yingan bug 'jadvallaridan t p \u003d t w.v harorati bo'yicha aniqlanadi. Qisman bosim P p ham shudring nuqtasi harorati bo'yicha jadvallardan topilgan.

Nam havo bilan sodir bo'lgan jarayonlarda (isitish, sovutish) quruq havo miqdori m s.v. o'zgarmasligi sababli, barcha o'ziga xos qiymatlarni 1 kg quruq havoga kiritish tavsiya etiladi. 1 kg quruq havo uchun suv bug'ining massasi deyiladi namlik miqdori.

Suv bug'i va havo ideal deb taxmin qilib, biz yozishimiz mumkin:

R p V p = m p R p T p; R in V in = m in R in T in;

V p \u003d V in va T p \u003d T in deb faraz qilsak, biz olamiz

Agar P bar \u003d P in + P p va P p \u003d cR n ekanligini hisobga olsak, u holda

Nam havoning zichligi cv bug 'zichligi cp va quruq havo zichligi cv ularning qisman bosimlarida yig'indisi sifatida aniqlanishi mumkin. Bu aniq

Nam havoning entalpiyasi 1 kg quruq havo yoki (1 + d) kg nam havoga ishora qiladi va 1 kg quruq havo va d kg suv bug'ining entalpiyalarining yig'indisi sifatida aniqlanadi, ya'ni.

I \u003d i in + i p d \u003d c rv t + i p d.

Quritish texnologiyasida ishlatiladigan harorat va bosimlar uchun taxminan c p = 1,0 kJ / (kg . deg) va suv bug'lari uchun i p \u003d (r + c pm t) \u003d (2500 + 1,9 t) kJ / kg.

Nam havoning I-d diagrammasi. Parametrlarni aniqlash va nam havo jarayonlarini o'rganish juda soddalashtirilgan va agar siz 1918 yilda L.K. tomonidan taklif qilingan nam havoning I-d diagrammasidan foydalansangiz, aniq bo'ladi. Ramzin. Ushbu diagrammada y o'qi bo'ylab nam havoning I kJ / kg quruq entalpiyasining qiymatlari chizilgan. havo., va abscissa bo'ylab - namlik miqdori d g / kg quruq. havo

Qulaylik uchun (diagrammaning ish maydonini oshirish) abscissa o'qi ordinat o'qiga 135 0 burchak ostida yo'naltiriladi. Shuning uchun J=const chiziqlar gorizontga 45 o burchak ostida qiya. Diagrammalarning o'lchamlarini kamaytirish uchun abscissadan d ning qiymatlari gorizontal shartli o'qga 0 - 0g'ga tushiriladi.

Tenglama bo'yicha diagrammaga izotermlar panjarasi qo'llaniladi. Bu izotermalar bir oz yuqoriga qiya bo'lgan to'g'ri chiziqlardir. Ularning har birida bir xil qiymatlarga ega bo'lgan nuqtalar topiladi va ularni ulash orqali const egri chizig'i olinadi. Egri u = 100% nam to'yingan havo holatini tasvirlaydi va chegaraviy egri chiziqdir. Bu egri chiziq toʻyinmagan nam havo (yuqori) va tuman hududini (pastki) ajratib turadi, bunda namlik qisman tomchi holida boʻladi.

Diagramma nam havo bosimi uchun tuzilgan R bar = 745 mm Hg, bu o'rtacha yillik barometrik bosimga to'g'ri keladi.

Q = konst chiziqlar izoterma 99,4 0 C gacha ko'tariladi (P = 745 mm Hg da to'yinganlik harorati), shundan so'ng ular deyarli vertikal ko'tariladi, chunki t > tn uchun q qiymati faqat d ga bog'liq.

Chiziqlar diagrammada ham chizilgan (nuqtali chiziqlar bilan ko'rsatilgan) doimiy harorat nam lampochka, bu suvning harorati, agar uning yuzasi to'yinmagan nam havo oqimi bilan puflangan bo'lsa, tushuniladi. Agar suv yuzasi to'yingan havo oqimi bilan puflansa (c = 100%), u holda suv harorati havo haroratiga to'g'ri keladi. Shuning uchun, I-d-diagrammada bir xil harorat qiymatiga mos keladigan nam havoning izotermlari ("quruq" termometr) q \u003d 100% chizig'ida kesishadi.

Qisman bosim chizig'i diagrammaning pastki qismida chizilgan

I-d-diagrammasi (A nuqta) bo'yicha nam havo holatini har qanday ikkita parametr (q va t yoki P p va t) bilan aniqlash mumkin, shundan so'ng I va d topiladi. Ushbu holat uchun siz shudring nuqtasi haroratini ham topishingiz mumkin, buning uchun vertikal A nuqtadan (d \u003d const) q \u003d 100% bilan kesishguncha chiziladi; bular. bu nuqtadan o'tuvchi izoterm shudring nuqtasi haroratiga mos keladi t p. termodinamika energiya entalpiyasi

I-d diagrammasi nam havoning asosiy jarayonlarini ko'rsatadi. Shunday qilib, nam havoni isitish jarayonida (masalan, quritish moslamasining isitgichida) suv bug'ining miqdori o'zgarmasligini hisobga olsak, isitish jarayoni vertikal to'g'ri chiziq bilan tasvirlanadi d = const (A -). B). Bunda havo harorati t A dan t B gacha oshadi, nisbiy namlik esa ts A dan ts B gacha kamayadi.

I A - I B ordinatalaridagi farq (1 + d) kg nam havoni isitish uchun issiqlik sarfini beradi. Quritish kamerasida havo namlanishining nazariy jarayoni I = const egri chizig'iga amal qiladi, chunki namlikning bug'lanishiga sarflangan entalpiyaning bir qismi suv bug'ining entalpiyasi shaklida qaytariladi (agar suyuqlik bug'lanishdan oldin bo'lgan entalpiyani e'tiborsiz qoldirsak). I-d-diagrammada bu jarayon VD segmenti tomonidan tasvirlangan. d D - d B farqi 1 kg quruq havo bilan bug'langan namlik miqdorini aniqlaydi.

4. Havo oqimlarining turlarini va ularni ajratish belgilarini sanab o'ting

Har qanday maqsadda binolarni ventilyatsiya qilish - bu ta'minot teshiklaridan oqib chiqadigan ma'lum hajmdagi havoni o'tkazish jarayoni. Teshiklardan havo oqimining tezligi va yo'nalishi, teshiklarning shakli va soni, ularning joylashishi, shuningdek, jetdagi havo harorati xonadagi havo oqimlarining tabiatini aniqlaydi. Ta'minot oqimlari bir-biri bilan, isitiladigan yuzalar yaqinida paydo bo'ladigan termal oqimlar va egzoz teshiklari yaqinida hosil bo'lgan havo oqimlari bilan o'zaro ta'sir qiladi.

Binolarning qurilish konstruksiyalari (ustunlar, devorlar, zamin, ship) va texnologik jihozlar, ularga havo oqimlari kirganda, ularning keyingi tarqalish tezligi va yo'nalishiga sezilarli ta'sir ko'rsatadi. Bundan tashqari, sanoat binolarida havo harakatining tezligi va yo'nalishi texnologik asbob-uskunalarning turli mexanizmlari, shuningdek, teshiklardan oqib chiqadigan oqimlar yoki ortiqcha bosim ostida uskunaning qochqinlari ta'sirida katta ta'sir ko'rsatishi mumkin.

Havo oqimlari - xonada hosil bo'lgan oqimlar - havoga kiruvchi zararli chiqindilarni (konvektiv issiqlik, bug'lar, gazlar va chang) olib boradi va xonaning havo hajmida tezliklar, haroratlar va kontsentratsiyalar maydonlarini hosil qiladi.

Jet - bu cheklangan ko'ndalang o'lchamlarga ega bo'lgan suyuqlik yoki gaz oqimi.

Shamollatish texnologiyasida havo bilan to'ldirilgan xonaga oqib tushadigan havo oqimlari bilan shug'ullanish kerak. Bunday jetlar suv bosgan deb ataladi.

Gidrodinamik rejimga qarab, reaktivlar laminar yoki turbulent bo'lishi mumkin. Ta'minot shamollatish jetlari har doim turbulentdir.

Izotermik va izotermik bo'lmagan oqimlar mavjud. Agar uning butun hajmidagi harorat bir xil va atrofdagi havo haroratiga teng bo'lsa, reaktiv izotermik deb ataladi. Ko'pgina hollarda binolarni ventilyatsiya qilish uchun izotermik bo'lmagan jetlar qo'llaniladi.

Jet, agar u etarlicha katta bo'shliqqa oqib chiqsa va uning erkin rivojlanishi uchun hech qanday to'siq bo'lmasa, erkin deyiladi. Agar xonaning o'rab turgan tuzilmalari reaktivning rivojlanishiga biron bir ta'sir ko'rsatsa, unda bunday jet bepul yoki cheklangan deb ataladi. Shamollatish kirish oqimlari cheklangan o'lchamdagi xonalarda rivojlanadi va ularni o'rab turgan tuzilmalar ta'sir qilishi mumkin. Muayyan sharoitlarda to'siqlarning ta'minot jetlarining rivojlanishiga ta'sirini e'tiborsiz qoldirib, bunday jetlarni bepul deb hisoblash mumkin.

Xona korpusining har qanday tekisligi (masalan, ship) yaqinida joylashgan teshikdan oqib chiqadigan reaktiv oqim bu tekislikka parallel bo'lib, uni qoplaydi. Bunday jet tarqaladigan reaktiv deb ataladi.

Barcha ta'minot jetlarini ikki guruhga bo'lish mumkin: 1 - parallel egzoz tezligi vektorlari bilan; 2 - ekspiratsiya tezligi vektorlari bilan, ular orasida ma'lum bir burchak hosil qiladi.

Ta'minot ko'krakning geometrik shakli undan oqib chiqadigan jetning shakli va rivojlanish naqshlarini aniqlaydi. Shakliga ko'ra, jetlar konussimon, tekis va fanat yoki halqa shaklida bo'ladi.

Yilni jetlar dumaloq, kvadrat va to'rtburchaklar teshiklardan havo oqib chiqayotganda hosil bo'ladi. Dumaloq teshikdan oqib chiqadigan jet o'zining rivojlanishining butun uzunligi bo'ylab ekssimetrik bo'lib qoladi (dumaloq jet). Kvadrat yoki to'rtburchaklar teshikdan oqib chiqayotganda, boshida jet eksasimmetrik bo'lmaydi, lekin ko'krakdan bir oz masofada u ekssimetrikga aylanadi. Majburiy kengayish uchun diffuzerli dumaloq teshikdan havo oqib chiqqach, butun uzunligi bo'ylab eksasimmetrik bo'lgan ixcham jet ham hosil bo'ladi; bunday jet konussimon deyiladi.

Yassi oqimlar cheksiz uzunlikdagi tirqishli teshiklardan havo oqib chiqayotganda hosil bo'ladi. Haqiqiy sharoitda tekis oqim 1o: 2B0 ^ 20 nisbati bo'lgan uzun tirqishli nozuldan oqib chiqadi deb hisoblanadi. Tomlarning nisbati mutanosib bo'lgan tirqishdan oqib chiqayotgan reaktiv oqim tekis bo'lib qolmaydi, lekin asta-sekin avval elliptik, keyin esa yumaloq shaklga aylanadi.

Agar reaktiv havo etkazib berish kanalining o'qiga 180 ° burchak ostida halqali teshikdan oqib chiqsa, u halqali deb ataladi, p taxminan 135 ° da - ichi bo'sh konussimon, p \u003d 90 ° da - to'liq fan. To'liq fan oqimlari uchun havoning kosmosga tarqalish burchagi 360 °; kichikroq taqsimlash burchagida, jet to'liq bo'lmagan fan shaklida bo'ladi.

Shaklidan qat'i nazar, tashqariga oqib chiqayotganda yo'nalishini majburiy o'zgartirmaydigan barcha jetlar ko'krakdan bir oz masofada kengayadi; lateral kengayish burchagi a = 12 ° 25 ". Chiqib ketishdagi konusli oqimning kengayish burchagi hidoyat diffuzerlarining burchagiga deyarli to'g'ri keladi va keyin asta-sekin kamayadi va 10 d0 masofada tabiiy lateral kengayish burchagiga teng bo'ladi. (12°25").

Jetlarni o'rganish ko'plab mahalliy va xorijiy tadqiqotchilar tomonidan texnologiyaning turli sohalari bilan bog'liq holda amalga oshirildi. Jetlarni eng chuqur va to'liq o'rganish G. N. Abramovichga tegishli bo'lib, ventilyatsiya texnologiyasi muammolari bilan bog'liq holda, reaktivlarni keng ko'lamli tadqiqotlar I. A. Shepelev tomonidan amalga oshirildi.

5. Nozullar, ularning tUlar qanday maqsadda qo'llanilishi turlari

Ko'krak - uzunligi ichki diametrdan bir necha baravar katta bo'lgan quvur bo'lagi. Tank devoridagi teshikka teshikning diametriga teng bo'lgan d diametrli nozul biriktirilgan vaziyatni ko'rib chiqing.

Shaklda. 2 amalda qo'llaniladigan nozullarning eng keng tarqalgan turlarini ko'rsatadi.

2-rasm nozullarning turlari: a - tashqi silindrsimon; b - silindrsimon ichki; c - konussimon divergent; g - konusning konversiyasi; e - konoidal divergent; e - konoidal.

Silindrsimon nozullar mashinalar va inshootlarning gidravlik tizimlarining qismlari shaklida mavjud. Konusning konverging va konoidal shtutserlari suv oqimining tezligi va masofasini oshirish uchun ishlatiladi (yong'in shlanglari, gidravlik monitor barrellari, nozullar, nozullar va boshqalar).

Turbinalarning assimilyatsiya quvurlari va boshqalarda tezlikni kamaytirish va suyuqlik oqimini va chiqish bosimini oshirish uchun konussimon ajraladigan nozullar ishlatiladi.Ejektorlar va injektorlar ham asosiy ishchi organ sifatida konussimon nozullarga ega. Yo'l qirg'oqlari ostidagi suv o'tkazgichlari (gidravlika nuqtai nazaridan) ham nozullardir.

Keling, ekstrasilindrik nozul orqali chiqishni ko'rib chiqaylik (3-rasm).

Ko'krakka kiraverishdagi suyuqlik oqimi siqiladi, so'ngra kengayadi va butun qismni to'ldiradi. Jet to'liq tasavvurlar bilan ko'krakdan oqib chiqadi, shuning uchun siqish nisbati chiqish qismiga va oqim koeffitsientiga bog'liq.

1-1 va 2-2 bo'limlar uchun D. Bernulli tenglamasini tuzamiz

bosimning yo'qolishi qayerda.

Ochiq rezervuardan atmosferaga chiqish uchun, xuddi teshik orqali chiqish kabi, D. Bernulli tenglamasi shaklga keltiriladi.

Ko'krakdagi bosimning yo'qolishi kirishdagi yo'qotish va nozul ichidagi siqilgan jetning kengayishi yig'indisidir. (Rezervuardagi arzimas yo'qotishlar va nozul uzunligi bo'ylab yo'qotishlar, ularning kichikligi sababli, e'tiborsiz qolishi mumkin.) Demak,

Uzluksizlik tenglamasiga ko'ra biz quyidagilarni yozishimiz mumkin:

Qiymatni (2) tenglamaga almashtirsak, biz bor

Olingan bosh yo'qotish qiymatini (144) tenglamaga almashtiramiz

Shuning uchun oqim tezligi

bildiruvchi

tezlik uchun tenglamani olamiz

Suyuqlik oqimini aniqlang

Lekin nozul uchun va

nozul oqim tezligi qayerda; - nozulning jonli qismining maydoni.

Shunday qilib, nozullar orqali suyuqlikning tezligi va oqim tezligini aniqlash uchun tenglamalar teshikka o'xshash shaklga ega, ammo koeffitsientlarning har xil qiymatlari bilan. Jet siqish nisbati uchun (da katta qiymatlar Re va) taxminan olinishi mumkin, keyin formulalar (5) va (6) bo'yicha chiqadi. Aslida, uzunligi bo'ylab yo'qotishlar ham mavjud, shuning uchun normal sharoitda suvning chiqishi uchun uni olish mumkin.

Yupqa devordagi nozul va teshik uchun oqim va tezlik koeffitsientlarini taqqoslab, biz ko'krakning oqim tezligini oshirishini va chiqish tezligini kamaytirishini aniqlaymiz.

Qadoqlashning o'ziga xos xususiyati shundaki, siqilgan qismdagi bosim atmosfera bosimidan kamroq. Bu holat siqilgan va chiqish qismlari uchun tuzilgan Bernulli tenglamasi bilan isbotlangan.

Ichki silindrsimon nozullarda, kirish joyidagi reaktiv siqish tashqi tomondan ko'proq bo'ladi, shuning uchun oqim tezligi va tezlik koeffitsientlari kichikroq. Tajribalar suv uchun koeffitsientlarni topdi.

Tashqi konusli konverging nozullarda, kirish joyidagi jetning siqilishi va kengayishi tashqi silindrsimonlarga qaraganda kamroq, lekin ko'krakning chiqishida tashqi siqilish paydo bo'ladi. Shuning uchun, koeffitsientlar va konusning burchagiga bog'liq. Konusning burchagi 13 ° ga oshishi bilan oqim koeffitsienti ortadi va burchakning yanada oshishi bilan u kamayadi. termodinamika energiya entalpiyasi

Konverging birlashtiruvchi nozullar yuqori chiqish reaktiv tezligini, parvoz oralig'ini va reaktiv ta'sir kuchini (gidravlik monitorlar, yong'in nozullari va boshqalar) olish zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi.

Konussimon ajraladigan nozullarda siqilgandan keyin jetning ichki kengayishi konusning konversion va silindrsimon nozullarga qaraganda kattaroqdir, shuning uchun bu erda bosimning yo'qolishi ortadi va tezlik koeffitsienti kamayadi. Chiqishda tashqi siqilish yo'q.

Koeffitsientlar va konusning burchagiga bog'liq. Shunday qilib, konusning burchagida koeffitsientlarning qiymatlari teng bo'lishi mumkin; da (cheklash burchagi). At , jet ko'krakning devorlariga tegmasdan, ya'ni nozulsiz teshikdan oqib chiqadi.

Koeffitsientlarning qiymati, vanozullar uchun

Konussimon divergent nozullar oqim tezligini kamaytirish zarur bo'lgan hollarda qo'llaniladi, masalan, moylash moylarini etkazib berish uchun nozullar va boshqalar. Konussimon divergent nozullar reaktivning siqish nuqtasida katta vakuum hosil qiladi, shuning uchun ham ular qaerda ishlatiladi katta assimilyatsiya effekti talab qilinadi (ejektorlar, injektorlar va boshqalar).

Konoidal nozullar ingichka devordagi teshikdan oqib o'tadigan jet shakliga ega. Ushbu nozullar uchun koeffitsientlarning qiymati: .

Ular yong'inga qarshi shlanglarda ishlatiladi, lekin kamdan-kam hollarda, chunki ularni ishlab chiqarish juda qiyin.

Ishlatilgan manbalar

1. O.N., Bryuxanov, V.I. Krobko, A.T. Melik-Arakelyan "Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari", nashriyotchi: INFRA-M, 2010 yil

2. Bryuxovetskiy O.S. "Gidravlika asoslari", - M.: Nedra, 1991 - 156s.

3. Lobachev P.V. "Nasoslar va nasos stantsiyalari", - M Stroy-izdat, 1990, -320 b.

4. Uxin B.V. Gidravlika. - M.: ID FORUM 2008.

5. A.V. Teplov. Gidravlika asoslari. - M.: magistratura, 1990

Allbest.ru saytida joylashgan

...

Shunga o'xshash hujjatlar

Tajriba zavodining sxemasi va uning ishlash prinsipining tavsifi. Tajriba o`tkazish tartibi va nam havoning diagrammasini tuzish. Isitgichning chiqishidagi havo zichligini hisoblash, o'rnatishdan o'tadigan havoning massa oqimi, quruq havo oqimi.

test, 23/01/2014 qo'shilgan


Atmosfera statistikasi va eng oddiy dastur. Quruq havo holati tenglamasi va undan havo zichligini hisoblashda foydalanish. Yilni universal shaklda virtual harorat va nam havo tenglamasi. Asosiy konst termodinamika.

xulosa, 11/19/2010 qo'shilgan


Quritish tushunchasi va turlari, uning statikasi va kinetikasining xususiyatlari. Suv bug'ining zichligi, miqdori va entalpiyasini aniqlash. Gazlarni quritishning maqsadlari va fizik-kimyoviy usullari. Kristallanishning fizik asoslari va usullari, uning moddiy va issiqlik balansini hisoblash.

taqdimot, 29/09/2013 qo'shilgan


Isitgichga kiruvchi va quritish kamerasidan chiqadigan havoning namligi va entalpiyasini, quritish kamerasiga kiradigan havo haroratini aniqlash. 1 kg namlikni bug'lantirish uchun zarur bo'lgan solishtirma havo sarfini va issiqlikni aniqlash.

test, 01/17/2015 qo'shilgan


Jarayonning boshida va oxirida bug'ning holati va parametrlarini, panel yuzasida issiqlik uzatish koeffitsientini hisoblash. Havoning gaz konstantasini, molekulyar massasini va issiqlik miqdorini hisoblash. Nam havoning H-d diagrammasi. Konvektiv issiqlik uzatish tushunchasi.

test, 03/02/2014 qo'shilgan


Mutlaq, nisbiy namlik va namlik sig'imi haqida tushuncha. Turli haroratlarda atmosferaning suv bug'lari bosimi. ning qisqacha tavsifi namlik va havo haroratini baholashning asosiy usullari. Aspiratsiya va oddiy psixrometrlar.

laboratoriya ishi, 11/19/2011 qo'shilgan


Havoning gaz doimiyligi. Havoning izotermik siqilishi va adiabatik kengayishi. Qattiq jismlarning issiqlik sig'imini o'lchash. Qattiq jismlarning issiqlik o'tkazuvchanligini o'lchash. Bir qatlamli va ko'p qatlamli devorlarning issiqlik o'tkazuvchanligi. Bosim birliklari orasidagi munosabatlar.

o'quv qo'llanma, 22/11/2012 qo'shilgan


Balonning bosimning oshishiga reaktsiyasini aniqlash. Vodorod va uglerod oksididan tashkil topgan aralashmaning gaz konstantasi va zichligini tahlil qilish. Termodinamika qonunlarini analitik ifodalash. Politropik havo siqilgan kompressorlarda energiya sarfini hisoblash.

nazorat ishi, qo'shilgan 03/04/2013


Tutun gazining harorati va ortiqcha havo nisbatini tanlash. Havo va yonish mahsulotlarining hajmlarini, shuningdek havo entalpiyasini hisoblash. Termal qozonning issiqlik balansi. Olovli pechda, bug 'qozonining trubkasida issiqlik uzatishni hisoblash. Ekonayzerning issiqlik hisobi.

muddatli ish, 2014 yil 21-10 qo'shilgan


Issiq va sovuq davrlar uchun tashqi va ichki havoning dizayn parametrlarini aniqlash. Sun'iy yoritish va quyosh radiatsiyasidan issiqlik kiritish. Konditsionerli xonada havoni taqsimlash sxemasini tanlash, isitgichlarni tanlash.

“Gidravlikaning asosiy qonunlari” uslubiy qo‘llanma qisqacha nazariy kurs bo‘lib, unda asosiy atamalar va qoidalar belgilangan.

Qo'llanma "Gaz ta'minoti tizimlari va uskunalarini o'rnatish va ulardan foydalanish" ixtisosligi talabalariga sinfda yoki darsdan tashqarida yordam berish uchun tavsiya etiladi. mustaqil ish va “Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari”, “Gidravlika” fanlari o‘qituvchisi.

Qo'llanma oxirida mustaqil ta'lim uchun savollar ro'yxati va o'rganish uchun tavsiya etilgan adabiyotlar ro'yxati keltirilgan.

Yuklab oling:

Ko‘rib chiqish:

Metodik ishlab chiqish

“Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari” fanidan:

"Gidravlikaning asosiy qonunlari"

izoh

“Gidravlikaning asosiy qonunlari” uslubiy qo‘llanma qisqacha nazariy kurs bo‘lib, unda asosiy atamalar va qoidalar belgilangan.

Qo‘llanma “Gaz ta’minoti tizimlari va jihozlarini o‘rnatish va ulardan foydalanish” mutaxassisligi talabalariga auditoriya yoki darsdan tashqari mustaqil ishlarda hamda “Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari”, “Gidravlika” fanlari o‘qituvchisiga yordam berish uchun tavsiya etiladi.

Qo'llanma oxirida mustaqil ta'lim uchun savollar ro'yxati va o'rganish uchun tavsiya etilgan adabiyotlar ro'yxati keltirilgan.

Kirish………………………………………………………………………4

1. Gidrostatika, asosiy tushunchalar……………………………………5
2. Gidrostatikaning asosiy tenglamasi……………………………………7
3. Gidrostatik bosim turlari ................................... ...................... ........sakkiz
4. Paskal qonuni, amaliyotda qo‘llanilishi………………………………9
5. Arximed qonuni. Jismlarning suzuvchi holati……………………………..11
6. Gidrostatik paradoks…………………………………………..13
7. Gidrodinamika, asosiy tushunchalar……………………………………..14
8. Uzluksizlik tenglamasi (uzluksizlik)………………………………16
9. Ideal suyuqlik uchun Bernulli tenglamasi……………………..17
10. Haqiqiy suyuqlik uchun Bernulli tenglamasi………………………….20
11. Talabalarning o'z-o'zini tayyorlash uchun savollar………………..22

Xulosa…………………………………………………………………23

Adabiyotlar…………………………………………………………………24

Kirish

Berilgan Asboblar to'plami“Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari” fanining “Gidrostatika” va “Gidrodinamika” bo‘limlarini qamrab oladi. Qo'llanmada gidravlikaning asosiy qonunlari ko'rsatilgan, asosiy atamalar va qoidalar muhokama qilinadi.

Materiallar talablarga muvofiq taqdim etiladi o'quv dasturi ushbu fan bo'yicha va "Gaz ta'minoti tizimlari va uskunalarini o'rnatish va ishlatish" mutaxassisligi bo'yicha o'quv-uslubiy majmua.

Qo'llanma nazariy kurs bo'lib, undan o'quv fanining alohida mavzularini o'rganishda, shuningdek, sinfdan tashqari mustaqil ishlarda foydalanish mumkin.

E'tibor bering, ushbu uslubiy qo'llanmaning yakuniy bosqichi talabalarning barcha taqdim etilgan mavzular bo'yicha o'z-o'zini tayyorlash uchun savollar ro'yxatidir.

1. Gidrostatika, asosiy tushunchalar

Gidrostatika - gidravlikaning suyuqliklar muvozanati va ularning chegaralangan yuzalar bilan o'zaro ta'siri qonunlarini o'rganadigan bo'limi.

Mutlaq muvozanat holatidagi suyuqlikni ko'rib chiqing, ya'ni. dam olishda. Suyuqlik ichidagi cheksiz kichik hajmni ajratib olaylikΔ V va unga tashqi tomondan ta'sir qiluvchi kuchlarni ko'rib chiqing.

Ikki xil tashqi kuchlar mavjud - sirt va hajm (massa).

Yuzaki kuchlar suyuqlikning tanlangan hajmining tashqi yuzasiga bevosita ta'sir qiluvchi kuchlardir. Ular ushbu sirtning maydoniga proportsionaldir. Bunday kuchlar suyuqlikning qo'shni hajmlarining ma'lum hajmga ta'siri yoki boshqa jismlarning ta'siridan kelib chiqadi.

Hajmi (massa) kuchlaritanlangan suyuqlik hajmining massasiga proportsionaldir va bu hajm ichidagi barcha zarrachalarga ta'sir qiladi. Tana kuchlariga misollar tortishish kuchi, markazdan qochma kuch, inersiya kuchi va boshqalar.

Tanlangan suyuqlik hajmiga ta'sir qiluvchi ichki kuchlarni tavsiflash uchun biz maxsus atamani kiritamiz. Buning uchun tashqi kuchlar ta'sirida muvozanatdagi suyuqlikning ixtiyoriy hajmini ko'rib chiqing.

Biz suyuqlikning bu hajmi ichida juda kichik maydonni tanlaymiz. Ushbu maydonga ta'sir qiluvchi kuch unga normal (perpendikulyar), keyin nisbat:

saytida yuzaga keladigan o'rtacha gidrostatik bosimni ifodalaydiΔω . Aks holda, tashqi kuchlar ta'sirida suyuqlikning gidrostatik bosim paydo bo'lishi bilan tavsiflangan kuchlanish holati yuzaga kelishini tavsiflash mumkin.

Aniqlash uchun aniq qiymat ma'lum bir nuqtada p, bu nisbatning chegarasini da aniqlash kerak. Bu ma'lum bir nuqtadagi haqiqiy gidrostatik bosimni aniqlaydi:

[p] ning o'lchami kuchlanish o'lchamiga teng, ya'ni.

[p]= [Pa] yoki [kgf/m 2 ]

Gidrostatik bosim xususiyatlari

Suyuqlikning tashqi yuzasida gidrostatik bosim har doim ichki norma bo'ylab yo'naltiriladi va suyuqlik ichidagi istalgan nuqtada uning qiymati u harakat qiladigan platformaning moyillik burchagiga bog'liq emas.

Barcha nuqtalarda gidrostatik bosim bir xil bo'lgan sirt deyiladiteng bosim yuzasi. Bu yuzalar o'z ichiga oladierkin sirt, ya'ni suyuqlik va gazsimon muhit orasidagi interfeys.

Bosim doimiy monitoring va barcha texnologik parametrlarni o'z vaqtida tartibga solish maqsadida o'lchanadi. Har bir texnologik jarayon uchun maxsus rejim xaritasi ishlab chiqiladi. Bosimning nazoratsiz ko'tarilishi bilan ko'p tonnali energiya qozonining barabani futbol to'pi kabi bir necha o'nlab metrlarga uchib, yo'lidagi hamma narsani yo'q qilgan holatlar mavjud. Bosimning pasayishi shikastlanishga olib kelmaydi, ammo quyidagilarga olib keladi:

• nuqsonli mahsulotlar;
• yoqilg'ining haddan tashqari ko'payishi.

1. Gidrostatikaning asosiy tenglamasi

1-rasm - Gidrostatikaning asosiy tenglamasini ko'rsatish

Muvozanat holatidagi suyuqlikning har qanday nuqtasi uchun (1-rasmga qarang), tenglik

z+p/g = z 0 +p 0 /g = ... = H ,

bu erda p - berilgan A nuqtadagi bosim (rasmga qarang); p 0 - suyuqlikning erkin yuzasiga bosim; p/g va p 0 /g - ko'rib chiqilayotgan nuqtadagi va erkin sirtdagi bosimlarga mos keladigan suyuqlik ustunlarining balandligi (o'ziga xos og'irlik g bilan); z va z 0 - A nuqta va suyuqlikning erkin sirtining ixtiyoriy gorizontal taqqoslash tekisligiga (x0y) nisbatan koordinatalari; H - gidrostatik bosh. Yuqoridagi formuladan quyidagicha:

p = p 0 +g(z 0 -z) yoki p = p 0 +g h

bu erda h - ko'rib chiqilayotgan nuqtaning cho'milish chuqurligi. Yuqoridagi iboralar deyiladigidrostatikaning asosiy tenglamasi. g h qiymatini ifodalaydisuyuqlik ustunining og'irligi balandligi h.

Xulosa: gidrostatik bosim p berilgan nuqtada suyuqlikning erkin yuzasidagi bosim yig'indisiga teng p 0 va balandligi nuqtaning cho'milish chuqurligiga teng bo'lgan suyuqlik ustuni tomonidan ishlab chiqarilgan bosim.

3. Gidrostatik bosimning turlari

Gidrostatik bosim SI - Pa tizimida o'lchanadi. Bundan tashqari, gidrostatik bosim kgf / sm da o'lchanadi 2 , suyuqlik ustunining balandligi (m suv ustunida, mm Hg va boshqalar) va jismoniy (atm) va texnik (at) atmosferalarda.

Mutlaq boshqasini hisobga olmagan holda, bitta gaz tomonidan tanada yaratilgan bosim deb ataladi atmosfera gazlari. U Pa (paskal) bilan o'lchanadi. Mutlaq bosim - atmosfera va o'lchov bosimlarining yig'indisi.

barometrik(atmosfera) atmosferadagi barcha jismlarga tortish kuchining bosimini bildiradi. Oddiy atmosfera bosimi 0 ° S haroratda 760 mm simob ustuni tomonidan yaratilgan.

vakuum o'lchangan va atmosfera bosimi o'rtasidagi manfiy farq deyiladi.

Mutlaq bosim p va atmosfera bosimi p o'rtasidagi farq a ortiqcha bosim deyiladi va p bilan belgilanadi kulba:

p izb \u003d p - p a

yoki

R izb / g \u003d (p - p a) / g \u003d h p

h p bu holda deyiladipiezometrik balandlik, bu ortiqcha bosimning o'lchovidir.

Shaklda. 2 a) suyuqlik bilan yopiq rezervuarni ko'rsatadi, uning yuzasida bosim p 0 . Piezometr tankga ulangan P (quyidagi rasmga qarang) nuqtadagi ortiqcha bosimni aniqlaydi LEKIN.

Atmosferada ifodalangan mutlaq va o'lchov bosimlari mos ravishda ata va ati bilan belgilanadi.

Vakuum bosimi yoki vakuum, - atmosfera bosimining etishmasligi (bosim tanqisligi), ya'ni atmosfera yoki barometrik va mutlaq bosim o'rtasidagi farq:

p wak \u003d p a - p

yoki

R wack /g = (p a - p)/g = h wack

qaerda h vac - vakuum balandligi, ya'ni vakuum o'lchagichni o'qish DA rasmda ko'rsatilgan suv omboriga ulangan. 2 b). Vakuum bosim bilan bir xil birliklarda, shuningdek atmosferaning fraktsiyalari yoki foizlarida ifodalanadi.

2-rasm a - Pyezometr ko'rsatkichlari 2-rasm b - Vakuum o'lchagich ko'rsatkichlari

Oxirgi ikkita ifodadan kelib chiqadiki, vakuum noldan atmosfera bosimigacha o'zgarishi mumkin; maksimal h qiymati ahmoq normal atmosfera bosimida (760 mm Hg) 10,33 m suvga teng. Art.

4. Paskal qonuni, uning amaliyotda qo'llanilishi

Gidrostatikaning asosiy tenglamasiga ko'ra, suyuqlik yuzasiga bosim p 0 suyuqlik hajmining barcha nuqtalariga va barcha yo'nalishlarga teng ravishda uzatiladi. Bu nima Paskal qonuni.

Bu qonunni 1653 yilda fransuz olimi B. Paskal kashf etgan.Uni ba'zan gidrostatikaning asosiy qonuni deb ham atashadi.

Paskal qonunini moddaning molekulyar tuzilishi bilan izohlash mumkin. DA qattiq moddalar molekulalar kristall panjara hosil qiladi va ularning muvozanat pozitsiyalari atrofida tebranadi. Suyuqlik va gazlarda molekulalar nisbatan erkin, ular bir-biriga nisbatan harakatlana oladi. Aynan shu xususiyat suyuqlikda (yoki gazda) hosil bo'lgan bosimni nafaqat kuch yo'nalishi bo'yicha, balki barcha yo'nalishlarda o'tkazish imkonini beradi.

Paskal qonuni zamonaviy texnologiyada keng qo'llanilishini topdi. Zamonaviy superpresslarning ishi Paskal qonuniga asoslanadi, bu 800 MPa lik bosimni yaratishga imkon beradi. Shuningdek, ushbu qonun boshqaruvchi gidravlika avtomatlashtirish tizimlarining ishlashiga asoslanadi kosmik kemalar, reaktiv samolyotlar, raqamli boshqaruv mashinalari, ekskavatorlar, samosvallar va boshqalar.

Paskal qonuni harakatlanuvchi suyuqlik (gaz) holatida, shuningdek, suyuqlik (gaz) tortishish maydonida bo'lgan holatda qo'llanilmaydi; masalan, ma'lumki, atmosfera va gidrostatik bosim balandlik bilan kamayadi.

3-rasm - Paskal qonunini ko'rsatish

Paskal qonunini printsipial ravishda ishlatadigan eng mashhur qurilmani ko'rib chiqing. Bu gidravlik press.

Har qanday gidravlik pressning asosi ikkita tsilindr ko'rinishidagi aloqa tomirlari hisoblanadi. Bir silindrning diametri boshqa silindrning diametridan ancha kichik. Tsilindrlar suyuqlik, masalan, moy bilan to'ldirilgan. Yuqoridan ular pistonlar bilan mahkam yopilgan. Shakldan ko'rinib turibdiki. 4 pastda, bitta piston maydoni S 1 boshqa piston S maydonidan ko'p marta kichikroq 2 .

4-rasm - Aloqa qiluvchi tomirlar

Faraz qilaylik, kichik pistonga kuch qo'llaniladi F1 . Bu kuch suyuqlikka ta'sir qilib, maydon bo'ylab tarqaladi S1 . Kichik pistonning suyuqlikka ta'sir qiladigan bosimini quyidagi formula bo'yicha hisoblash mumkin:

Paskal qonuniga ko'ra, bu bosim suyuqlikning istalgan nuqtasiga o'zgarmagan holda uzatiladi. Bu katta pistonga ta'sir qiladigan bosimni anglatadi p 2 bir xil bo'ladi:

Bu quyidagilarni nazarda tutadi:

Shunday qilib , katta pistonga ta'sir qiluvchi kuch kichik pistonga qo'llaniladigan kuchdan shunchalik ko'p bo'ladi, katta pistonning maydoni kichik pistonning maydonidan necha marta katta bo'ladi.

Natijada, gidravlik mashina olish imkonini beradi kuchga ega bo'lish katta piston maydonining kichikroq piston maydoniga nisbatiga teng.

5. Arximed qonuni. Tananing suzuvchi holati

Suyuqlikka botgan jismga tortish kuchidan tashqari suzuvchi kuch - Arximed kuchi ham ta'sir qiladi. Suyuqlik tananing barcha yuzlarini bosadi, lekin bosim bir xil emas. Axir, tananing pastki yuzi suyuqlikka yuqoridan ko'ra ko'proq botiriladi va bosim chuqurlik bilan ortadi. Ya'ni, tananing pastki yuziga ta'sir qiluvchi kuch, yuqori yuzga ta'sir qiluvchi kuchdan kattaroq bo'ladi. Shuning uchun tanani suyuqlikdan itarib yuborishga harakat qiladigan kuch paydo bo'ladi.

Arximed kuchining qiymati suyuqlikning zichligiga va tananing bevosita suyuqlikdagi qismining hajmiga bog'liq. Arximed kuchi nafaqat suyuqliklarda, balki gazlarda ham ta'sir qiladi.

Arximed qonuni : suyuqlik yoki gazga botgan jismga suyuqlik yoki gazning tana hajmidagi og'irligiga teng suzuvchi kuch ta'sir qiladi.

Suyuqlikka botirilgan jismga ta'sir qiluvchi Arximed kuchini quyidagi formula bilan hisoblash mumkin:

qayerda r w suyuqlik zichligi, V Juma - tananing suyuqlikka botgan qismining hajmi.

Suyuqlik ichidagi jismga ikkita kuch ta'sir qiladi: tortishish kuchi va Arximed kuchi. Ushbu kuchlar ta'sirida tana harakatlanishi mumkin. Suzuvchi jismlar uchun uchta shart mavjud (5-rasm):

• agar tortishish Arximed kuchidan katta bo'lsa, tana cho'kadi, tubiga cho'kadi;
• agar tortishish kuchi Arximed kuchiga teng bo'lsa, u holda tana suyuqlikning istalgan nuqtasida muvozanatda bo'lishi mumkin, tana suyuqlik ichida suzadi;
• agar tortishish kuchi Arximed kuchidan kam bo'lsa, tana suzib, yuqoriga ko'tariladi.

5-rasm - Suzuvchi jismlar uchun shartlar

Arximed printsipi aeronavtika uchun ham qo'llaniladi. Aka-uka Montgolfier 1783 yilda birinchi issiq havo sharini yaratdilar. 1852 yilda frantsuz Giffard dirijabl yaratdi - havo rul va pervaneli boshqariladigan shar.

6. Gidrostatik paradoks

Agar bir xil suyuqlik turli shakldagi, lekin pastki maydoni bir xil bo'lgan idishlarga bir xil balandlikda quyilsa, quyilgan suyuqlikning og'irligi har xil bo'lishiga qaramay, pastki qismdagi bosim kuchi barcha idishlar uchun bir xil bo'ladi va teng bo'ladi. silindrsimon idishdagi suyuqlikning og'irligi.

Bu hodisa deyiladigidrostatik paradoksva suyuqlikning uning ustida hosil bo'lgan bosimni barcha yo'nalishlarda o'tkazish xususiyati bilan izohlanadi.

Har xil shakldagi idishlarda (6-rasm), lekin pastki maydoni bir xil va ulardagi suyuqlik darajasi bir xil bo'lsa, suyuqlikning pastki qismidagi bosimi bir xil bo'ladi. Buni hisoblash mumkin:

P = p ⋅ S = g ⋅ r ⋅ h ⋅ S

S - pastki maydon

h - suyuqlik ustunining balandligi

6-rasm - Har xil shakldagi idishlar

Suyuqlikning idishning pastki qismiga bosadigan kuchi idishning shakliga bog'liq emas va vertikal ustunning og'irligiga teng, uning asosi idishning pastki qismi va balandligi balandligi. suyuqlik ustunidan.

1618 yilda Paskal o'z zamondoshlarini hayratda qoldirdi va bochka ichiga o'rnatilgan ingichka uzun trubkaga bir stakan suv quyib, barrelni sindirdi.

7. Gidrodinamika, asosiy tushunchalar

Gidrodinamika - gidravlikaning qo'llaniladigan tashqi kuchlar ta'sirida suyuqliklarning harakatlanish qonuniyatlarini va ularning sirtlar bilan o'zaro ta'sirini o'rganadigan bo'limi.

Harakatlanuvchi suyuqlikning har bir nuqtasidagi holati nafaqat zichlik va yopishqoqlik bilan, balki, eng muhimi, suyuqlik zarrachalarining tezligi va gidrodinamik bosim bilan tavsiflanadi.

Asosiy tadqiqot ob'ekti suyuqlik oqimi bo'lib, u butunlay yoki qisman qandaydir sirt bilan chegaralangan suyuqlik massasining harakati sifatida tushuniladi. Chegara yuzasi qattiq (masalan, daryo qirg'oqlari), suyuq (agregat holatlari orasidagi interfeys) yoki gazsimon bo'lishi mumkin.

Suyuqlik oqimi barqaror va beqaror bo'lishi mumkin. Barqaror holatdagi harakat suyuqlikning shunday harakati bo'lib, unda kanalning ma'lum bir nuqtasida bosim va tezlik vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi.

y = f(x, y, z) va p = f(x, y, z)

Tezlik va bosim nafaqat fazo koordinatalaridan, balki vaqtdan ham o'zgarib turadigan harakatga beqaror yoki statsionar bo'lmagan y \u003d f (x, y, z, t) va p \u003d f (x, y, z, t)

Barqaror harakatga misol qilib, konussimon trubka orqali doimiy darajada ushlab turilgan suyuqlikning idishdan chiqishini keltirish mumkin. Naychaning turli bo'limlaridagi suyuqlik tezligi har xil bo'ladi, lekin har bir bo'limda bu tezlik doimiy bo'ladi, vaqt o'tishi bilan o'zgarmaydi.

Agar bunday tajribada idishdagi suyuqlik darajasi doimiy bo'lmasa, u holda suyuqlikning bir xil konussimon trubka bo'ylab harakati beqaror (beqaror) xarakterga ega bo'ladi, chunki quvur qismlarida tezlik doimiy bo'lmaydi. vaqt (idishdagi suyuqlik darajasining pasayishi bilan kamayadi).

Bosim va bosimsizni farqlang suyuqlik harakati. Agar devorlar suyuqlik oqimini butunlay cheklab qo'ysa, u holda suyuqlikning harakati bosim deb ataladi (masalan, suyuqlikning to'liq to'ldirilgan quvurlar orqali harakatlanishi). Agar oqimning devorlar tomonidan cheklanishi qisman bo'lsa (masalan, daryolarda, kanallarda suvning harakati), unda bunday harakat bosimsiz deb ataladi.

Oqimdagi tezliklar yo'nalishi oqim chizig'i bilan tavsiflanadi.
Tartibga solish - suyuqlik oqimi ichida shunday chizilgan xayoliy egri chiziq, unda joylashgan barcha zarrachalarning tezligi bu daqiqa vaqt bu egri chiziqqa tangens.

7-rasm - joriy chiziq

Chiziqning traektoriyadan farqi shundaki, ikkinchisi ma'lum vaqt oralig'ida istalgan bitta zarrachaning yo'lini aks ettiradi, oqim chizig'i esa ma'lum bir vaqtda suyuqlik zarralari to'plamining harakat yo'nalishini tavsiflaydi. Barqaror harakat bilan oqim chizig'i suyuqlik zarralari harakatining traektoriyalariga to'g'ri keladi.

Agar elementar maydonni tanlash uchun suyuqlik oqimining kesimida bo'lsa∆S va uning kontur nuqtalari orqali oqim chizig'ini torting, keyin siz shunday deb ataladigan narsani olasiz joriy quvur . Joriy trubaning ichidagi suyuqlik hosil bo'ladielementar damlama. Suyuqlik oqimini barcha harakatlanuvchi elementar jetlar to'plami deb hisoblash mumkin.

8-rasm - Oqim trubkasi

Yashash qismi ō (m²) - oqim yo'nalishiga perpendikulyar bo'lgan oqimning tasavvurlar maydoni. Masalan, quvurning tirik qismi aylanadir.

Namlangan perimetr ch ("chi") - qattiq devorlar bilan chegaralangan tirik qismning perimetri qismi (rasmda u qalinlashgan chiziq bilan ta'kidlangan).

9-rasm - Yashash qismi

Shlangi oqim radiusi R - ochiq maydonning namlangan perimetrga nisbati

Oqim tezligi Q - ō ochiq maydondan t vaqt birligida oqib o'tadigan V suyuqlik hajmi.

O'rtacha oqim tezligi y suyuqlikning tezligi bo'lib, suyuqlik oqimi Q ning ochiq maydonga nisbati bilan aniqlanadi ō.

Suyuqlikning turli zarrachalarining harakat tezligi bir-biridan farq qilganligi sababli, harakat tezligi o'rtacha hisoblanadi. Dumaloq quvurda, masalan, trubaning o'qi bo'yicha tezlik maksimal, trubaning devorlarida esa u nolga teng.

1. Uzluksizlik (uzluksizlik) tenglamasi

Oqimlarning uzluksizligi tenglamasi materiyaning saqlanish qonunidan va suyuqlikning oqim tezligining butun oqimdagi doimiyligidan kelib chiqadi. O'zgaruvchan bo'sh kesimli quvurni tasavvur qiling.

10-rasm - Jet uzluksizligi tenglamasini ko'rsatish

Uning har qanday qismida quvur orqali suyuqlik oqimi doimiy, chunki energiyaning saqlanish qonuni bajariladi. Shuningdek, biz suyuqlikni siqib bo'lmaydigan deb hisoblaymiz. Shunday qilib, Q 1 = Q 2 = const, qaerdan

ō 1 y 1 = ō 2 y 2

Yoki bu tenglamani yozishning yana bir usuli:

Bular. o'rtacha tezliklar v1 va v2 yashash bo'limlarining tegishli maydonlariga teskari proportsionaldir w 1 va w 2 suyuqlik oqimi.

Demak, uzluksizlik tenglamasi hajm oqimining doimiyligini ifodalaydi Q , va barqaror suyuqlik oqimining uzunligi bo'ylab suyuqlik oqimining uzluksizligi holati.

9. Ideal suyuqlik uchun Bernulli tenglamasi

1738 yilda olingan Daniil Bernulli tenglamasi oqimning turli kesimlarida bosim p, o'rtacha tezlik y va pyezometrik balandlik z o'rtasidagi bog'liqlikni ko'rsatadi va harakatlanuvchi suyuqlik energiyasining saqlanish qonunini ifodalaydi.

Kosmosda b burchak ostida joylashgan o'zgaruvchan diametrli quvur liniyasini ko'rib chiqing (10-rasmga qarang).

11-rasm - ideal suyuqlik uchun Bernulli tenglamasini ko'rsatish

Keling, ko'rib chiqilayotgan quvur liniyasi qismida tasodifiy ikkita qismni tanlaylik: 1-1-qism va 2-2-qism. Quvurning birinchi qismidan ikkinchi qismiga yuqoriga, oqim tezligi Q bo'lgan suyuqlik harakatlanadi.

Suyuqlik bosimini o'lchash uchun pyezometrlar - suyuqlik balandlikka ko'tariladigan yupqa devorli shisha quvurlar ishlatiladi.. Har bir bo'limda suyuqlik darajasi turli balandliklarga ko'tariladigan piezometrlar o'rnatiladi.

Pyezometrlarga qo'shimcha ravishda, har bir 1-1 va 2-2 bo'limlarda trubka o'rnatiladi, uning egilgan uchi Pitot trubkasi deb ataladigan suyuqlik oqimiga yo'naltiriladi. Pitot naychalaridagi suyuqlik ham piezometrik chiziqdan o'lchanadigan turli darajalarga ko'tariladi.

Pyezometrik chiziqni quyidagicha qurish mumkin. Agar biz bir xil piezometrlardan bir nechtasini 1-1 va 2-2 bo'limlar orasiga qo'ysak va ulardagi suyuqlik darajasining ko'rsatkichlari bo'yicha egri chiziq chizsak, biz singan chiziqni olamiz (rasmda ko'rsatilgan).

Ammo taqqoslash tekisligi deb ataladigan 0-0 ixtiyoriy gorizontal chiziqqa (koordinatalarning mos yozuvlar tekisligiga) nisbatan Pitot naychalaridagi sathlarning balandligi bir xil bo'ladi.

Agar Pitot naychalaridagi suyuqlik sathining o'qishlari orqali chiziq chizilgan bo'lsa, u holda u gorizontal bo'ladi va quvur liniyasining umumiy energiyasi darajasini aks ettiradi.

Ideal suyuqlik oqimining ikkita ixtiyoriy 1-1 va 2-2 bo'limlari uchun Bernulli tenglamasi quyidagi shaklga ega:

1-1 va 2-2 bo'limlar o'zboshimchalik bilan olinganligi sababli, hosil bo'lgan tenglama boshqacha tarzda yozilishi mumkin:

Tenglamaning formulasi quyidagicha:

Ideal suyuqlik oqimining istalgan kesimi uchun Bernulli tenglamasining uchta hadining yig'indisi doimiy qiymatdir.

Energiya nuqtai nazaridan, tenglamadagi har bir atama energiyaning ma'lum turlarini ifodalaydi:

z1 va z2 - 1-1 va 2-2 bo'limlardagi potentsial energiyani tavsiflovchi o'ziga xos pozitsiya energiyalari;- bir xil kesimlardagi bosimning potentsial energiyasini tavsiflovchi solishtirma bosim energiyalari;- o'ziga xos kinetik energiyalar bir xil bo'limlarda.

Ma'lum bo'lishicha, har qanday kesmadagi ideal suyuqlikning umumiy o'ziga xos energiyasi doimiydir.

Bernulli tenglamasining geometrik nuqtai nazardan formulasi ham mavjud. Tenglamaning har bir a'zosi chiziqli o'lchamga ega. z 1 va z 2 - taqqoslash tekisligi ustidagi 1-1 va 2-2 kesmalarning geometrik balandliklari;- pyezometrik balandliklar;- belgilangan uchastkalarda yuqori tezlikdagi balandliklar.

Bunday holda, Bernulli tenglamasini quyidagicha o'qish mumkin: ideal suyuqlik uchun geometrik, pyezometrik va tezlik balandliklarining yig'indisi doimiydir.

10. Real suyuqlik uchun Bernulli tenglamasi

Haqiqiy suyuqlik oqimi uchun Bernulli tenglamasi ideal suyuqlik uchun Bernulli tenglamasidan farq qiladi.

Haqiqiy yopishqoq suyuqlik harakat qilganda, ishqalanish kuchlari paydo bo'ladi, masalan, quvur liniyasi yuzasi ma'lum bir pürüzlülükga ega bo'lib, uni bartaraf etish uchun suyuqlik energiya sarflaydi. Natijada, 1-1 qismdagi suyuqlikning umumiy o'ziga xos energiyasi yo'qolgan energiya qiymati bo'yicha 2-2 qismdagi umumiy o'ziga xos energiyadan katta bo'ladi.

12-rasm - Real suyuqlik uchun Bernulli tenglamasini ko'rsatish

Yo'qolgan energiya (yo'qolgan bosh) belgilanadichiziqli o'lchamga ega.

Haqiqiy suyuqlik uchun Bernulli tenglamasi quyidagicha ko'rinadi:

Suyuqlik 1-1 qismdan 2-2 qismga o'tganda, yo'qolgan bosh doimo ortadi (yo'qolgan bosh vertikal soya bilan belgilanadi).

Shunday qilib, suyuqlikning birinchi bo'limda mavjud bo'lgan dastlabki energiya darajasi ikkinchi qism uchun to'rt komponentning yig'indisi bo'ladi: geometrik balandlik, piezometrik balandlik, tezlik balandligi va 1-1 va 2-2 bo'limlar orasidagi yo'qolgan bosh.

Bundan tashqari, tenglamada yana ikkita a koeffitsienti paydo bo'ldi 1 va a 2 , ular Koriolis koeffitsientlari deb ataladi va suyuqlik oqimi rejimiga bog'liq (laminar rejim uchun a = 2, turbulent rejim uchun a = 1).

Yo'qotilgan balandliksuyuqlik qatlamlari orasidagi ishqalanish kuchidan kelib chiqadigan quvur liniyasining uzunligi bo'ylab yo'qotishdan va mahalliy qarshiliklardan kelib chiqadigan yo'qotishlardan (oqim konfiguratsiyasining o'zgarishi, masalan, eshik valfi, quvur burilishi) iborat.

H uzunliklari + h joylari

Bernulli tenglamasi yordamida amaliy gidravlikaning aksariyat masalalari yechiladi. Buni amalga oshirish uchun oqim uzunligi bo'ylab ikkita qismni tanlang, shunda ulardan biri uchun p, r qiymatlari ma'lum, ikkinchisi uchun esa bitta yoki qiymatlari ma'lum bo'ladi. belgilansin. Ikkinchi bo'lim uchun ikkita noma'lum bilan suyuqlik oqimining doimiyligi tenglamasi y ishlatiladi 1 ō 1 = y 2 ō 2.

11. Talabalarning o'z-o'zini tayyorlash uchun savollar

1. Tananing suvda suzib yurishiga qanday kuchlar sabab bo‘ladi? Tananing qanday sharoitda cho‘kishni boshlashini tushuntiring.
2. Sizningcha, ideal suyuqlik va haqiqiy suyuqlik o'rtasidagi farq nima? Tabiatda ideal suyuqlik bormi?
3. Gidrostatik bosimning qanday turlarini bilasiz?
4. Agar chuqurlikdagi suyuqlikning bir nuqtasida gidrostatik bosimni aniqlasak h , unda bu nuqtada qanday kuchlar harakat qiladi? Javobingizni nomlang va tushuntiring.
5. Uzluksizlik tenglamasi va Bernulli tenglamasi asosida qanday fizik qonun yotadi? Javobni tushuntiring.
6. Ishlash prinsipi Paskal qonuniga asoslangan qurilmalarni nomlang va qisqacha tavsiflab bering.
7. Gidrostatik paradoks deb ataladigan fizik hodisa nima?
8. Koriolis koeffitsienti, o'rtacha oqim tezligi, bosim, quvur liniyasi uzunligi bo'ylab bosh yo'qotish .... Qaysi tenglama barcha bu miqdorlarga tegishli ekanligini va ushbu ro'yxatda nima ko'rsatilmaganligini tushuntiring.
9. O'ziga xos tortishish va zichlikka bog'liq formulani ayting.
10. Suyuqlik oqimining uzluksizligi tenglamasi gidravlikada juda muhim rol o'ynaydi. Bu qanday suyuqlik uchun to'g'ri keladi? Javobingizni tushuntiring.
11. Ushbu metodik qo‘llanmada nomlari keltirilgan barcha olimlarning nomlarini ayting va ularning kashfiyotlarini qisqacha tushuntiring.
12. Atrofimizdagi dunyoda ideal suyuqlik, oqim, vakuum mavjudmi? Javobingizni tushuntiring.
13. Har xil turdagi bosimlarni o'lchash uchun asboblarni sxema bo'yicha nomlang: "Bosim turi ... .. - qurilma ... ..".
14. dan misollar keltiring Kundalik hayot bosim va bosimsiz suyuqlik harakatining turlari, statsionar va beqaror.
15. Amalda pyezometrlar, barometrlar va pitot naylardan qanday maqsadlarda foydalaniladi?
16. Agar bosimni o'lchashda u me'yoriy qiymatlardan ancha yuqori ekanligi aniqlansa nima bo'ladi? Agar kamroq bo'lsa-chi? Javobingizni tushuntiring.
17. «Gidrostatika» va «gidrodinamika» bo'limlarining o'rganish ob'ektlari o'rtasidagi farq nima?
18. Bernulli tenglamasining geometrik va energetik ma’nosini tushuntiring?
19. Namlangan perimetr, aniq bo'lim ... Ushbu ro'yxatni davom ettiring va sanab o'tilgan atamalar nimani tavsiflashini tushuntiring.
20. Ushbu uslubiy qo'llanmadan gidravlikaning qanday qonunlarini o'rgandingiz va ular qanday jismoniy ma'noga ega?

Xulosa

Umid qilamanki, ushbu qo'llanma o'quvchilarni yaxshiroq tushunishga yordam beradi o'quv materiali"Gidravlika", "Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari" fanlari va eng muhimi - o'rganilayotgan fanning eng "yorqin" daqiqalari haqida tasavvurga ega bo'lish, ya'ni. gidravlikaning asosiy qonunlari haqida. Biz ishda va kundalik hayotda foydalanadigan ko'plab qurilmalarning ishlashi ushbu qonunlarga asoslanadi, ko'pincha buni sezmasdan ham.

Hurmat bilan, Markova N.V.

Adabiyotlar ro'yxati

1. Bryuxanov O.N. Gidravlika va issiqlik texnikasi asoslari: Talabalar uchun darslik. inst. o'rtacha prof. ta'lim / Bryuxanov O.N., Melik-Arakelyan A.T., Korobko V.I. - M.: IT akademiyasi, 2008. - 240 b.
2. Bryuxanov O.N. Gidravlika, issiqlik texnikasi va aerodinamika asoslari: talabalar uchun darslik. inst. o'rtacha prof. ta'lim / Bryuxanov O.N., Melik-Arakelyan A.T., Korobko V.I. - M.: Infra-M, 2014, 253 b.
3. Gusev A. A. Gidravlika asoslari: Talabalar uchun darslik. inst. o'rtacha prof. ta'lim / A. A. Gusev. - M.: Yurayt nashriyoti, 2016. - 285 b.
4. Uxin B.V. Gidravlika: talabalar uchun darslik. inst. o'rtacha prof. ta'lim / Uxin B.V., Gusev A.A. - M.: Infra-M, 2013, 432 b.