Денелерді оссимметриялық орай ағу кезіндегі заңдылықтарды зерттеу

БЕЛГІЛЕУЛЕР 3
КІРІСПЕ 4
1 ШЕКТЕЛМЕГЕН АҒЫСТАҒЫ НАШАР АЙНАЛА АҒАТЫН ДЕНЕ
1.1 Нашар айнала ағатын дененің айнала ағуы 5
1.2 Турбулентті ағындағы ағыстың сапалы суреті 8
1.3 Денеден алыстағы із қозғалысының теориялық зерттеулеріне шолу 12
1.4 Нашар айнала ағатын дене жанындағы із қозғалысы 19
1.5 Турбулентті жіңішке ағыстағы дене 26
ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕМЕСІ
2.1 Шектелмеген ағыспен денелердің айнала ағуына арналған эксперименталдық қондырғылар 29
2.2 Денелердің жіңішке ағысына арналған қондырғылар 34
2.3 Ағыс суретін визуалды бақылау 38
2.4 Жылдамдықтық тегеурінді және статистикалық қысымды тексеру 40
ДЕНЕЛЕРДІҢ БІРТЕКТІ АҒЫСПЕН АЙНАЛА АҒУЫ
3.1 Зерттеу саласы 46
3.2 Осі симметриялы із 47
3.3 Тәжирибелер нәтижелерін талқылау 48
ҚОРЫТЫНДЫ 55
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ 56
Сұйықтықтың нашар айнала ағатын дененің ізімен қозғалысы осы қозғалыстың техникада кең таралуына байланысты бұрыннан зерттеушілердің назарын аударуда. Дегенмен, осы сұрақты зерттеуге арналған жұмыстардың көп болуына қарамастан, оның кейбір қырлары әлі де жеткілікті түрде зерттелмеген болып қалып отыр. Жекелей алсақ, санының мәні саласындағы турбулентті қозғалысы ең аз және алауды тұрақтандыру, цилиндрдің көлденең айнала ағуы кезіндегі жылу алмасу секілді және т.б. тәжірибеде аса маңызды құбылыстарда негізгі рөл ойнайтын соңғысына тікелей жақындықта дененің ізінде анағұрлым көбірек зерттелген. Тәжірибеде көбіне денелер ені бойынша біртекті емес және соңғы ағынмен, мысалы, еркін жіңішке ағыспен айнала ағады. Көрініп тұрғандай, нашар ағатын формадағы денелердің жіңішке ағысы айтарлықтай қызығушылық туғызатын болса да, әлі зерттелмеген. Осы жұмыс нашар айнала ағатын дененің соңынан соңғысына тікелей жақындықта орталанған турбулентті қозғалыстың заңдылықтарын зерттеуге арналған. Денелердің жалпақ-параллель және осі симметриялы біртекті ағыспен және жалпақ-параллель және осі симметриялы турбулентті жіңішке ағыспен айнала ағуы қарастырылады.
Алға қойған міндетке сәйкес жұмыс төрт тарауға бөлінеді.
Бірінші тарауда нашар айнала ағатын дененің денеден алыста және соңғысына тікелей жақындағы ізіндегі қозғалысы туралы динамикалық міндетінің шешімдеріне шолу жасалады. Денелердің жіңішке айнала ағуының ерекшеліктері қарастырылады және зерттеу міндеті құрылады.
1. Абрамович Г.Н. – Турбулентные свободные струи жидкостей и газов
2. Абрамович Г.Н. – Турбулентные струи в потоке жидкости. В трудах соещания по прикладной газовой динамике. Изд. АН КазССР, Алма-Ата,1959.
3. Абрамович Г.Н. – Турбулентные течения с обратными токами жидкости. Трудды института им. П.И. Баранова, №322. Оборонгиа,1958.
4. Абрамович Г.Н. – О турбулентном смещении по границе двух плоско – параллельных потоков жидкости ( при спутном и ветрочном движении). В об. «Теоритическая гидромеханика» ( под ред. Л.И.Седова). №19. Оборонгия. М.1956.
5. Бушмарин В.Н. – Турбулентная осесимметричная струя несжимаемой жидкости, вытекающая в спутный однородный поток той же жидкости. Труды Ленинградского политехнического института ( Энергомашино- строение). №5.1953.
6. Ворошин В.Н – Основы рудничной аэрогазодинамики. Углетехиадат. 1951.
7. Батурин В.В и Шепелев И.А – Воздушные завесы. « Отопление и вентиляция». 1936, №5, стр.11-20.
8. Сборник – « Иследование физических основ рабочего процесса топок и печей» ( под редакцией Л.А. Вулиса). Изд-но АН КазССР. Алма – Ата, 1957.
9. Франк – Камененский Д.А и Минский Е.М – Иследование турбулентных факелов и пламени в следе за плохо обтекаемыми телами. Труды ПИН – 16,1946.
10. Вулис Л.А. – О турбулентном следе за телом. Учение записки казахского государственного университета им. С.М. Кирова. (Серии физико – математическая). Т.23, ммп.4. Алма – Ата (в почети).
11. Вулис Л.А. и Исатаев С.И. – Турбулентное движение несжимаемой жидкости в следе за плохо обтекаемым телом. В кн. «Иследование физических основ рабочего процесса топок и печей». Изд. АН КазССР, Алма – Ата, 1957.
12. Вулис Л.А и Леонтьева Т.П. – О спутных и встречных струях. Известия АН КазССР, серия Энергетическая, №9,1955.
13. Глинков М.А. – О перемешивании газовых потоков и длина факела в мартеновской печи. Труды Уральского индустриального института. Сборник ХХ, 1942.
14. Вулис Л.А , Леонтьева Т.П. и Кашкаров В.П. – Исследование сложных турбулентных струйных течений. В кн. «Иследование физических основ рабочего процесса топок и печей». Изд. АН КазССР, Алма – Ата, 1957.
15. Камера сгорания авиационных газотурбинных двигателей – под ред. Лебедева Б.П.(гл.ред), Абрамович Г.Н. и Дитякина ЦИАМ им. П.И. Баранова. 1957.
16. Вильямс Г.,Хоттел Г и Скурлок А. – Стабтлтзация и рапространение пламени в газовом потоке больной скорости. В кн. «Вопросы горения» (сборник переводов) т. 1, Изд.иностр. литер. Москва, 1953.
17. Глики Л.В – Экспериментальное исследование движения вихрей вблизи плохо обтекаемых тел. Ученые записки Московского государственного университета, №172,Механика,195,т.5, стр.25-31.
18. «Современное состояние гидроаэродинамики вязкой жидкости». Т.т. 1 и 2. Под ред. Гольдотейна С. Издат.иностр. литературы. Москва , 1948.
19. Исатаев С.И. – Экспериментальное исследование турбулентного движения жидкости в следе за плохо обтекаемым телом. Ученые записки Казахского государственного университета им.С.М. Кирова. Т .30,Математика, механика и физика, Алма – Ата, 1957.
20. Исатаев С.И – О турбулентном следе за плохо обтекаемым телом. Труды совещания по прикладной газовой динамике. Изд. АН КазССР, Алма – Ата, 1959.
21. Исатаев С.И – Обтекание сооружений в потоках. Труды ЛИИВТ, вып 6,1939.
22. Кочин Н.Е , КибельИ.А и Розе И.В. – Теоритическая гидродинамика ч.1,Гостехиздат, Москва, 1955.
23. Ламб Г. – Гидродинамика. Гостехиздат, Москва, 1947.
24. Ландау Л.Д и Лифинец Е.М – Механика сплошных сред. Гостехиздат, Москва, 1954.
25. Леонтьева Т.П. – Распространение осесимметричных струй спутном и встречном потоках. Труды совещания по прикладной газовой динамике. Изд. АН КазССР, Алма – Ата, 1959.
26. Леонтьева Т.П. – Аэродинамика муфельной горелки. Известия АН КазССР, серия Энергетическая. 1955, вып.9.
27. Лойцянский Л.Г. – Аэродинамика пограничного слоя. Гостехиздат, 1941.
28. Лойцянский Л.Г. – Механика жидкости и газа. Гостехиздат, 1957.
29. Лонгвелл Дх., Пеневи Дх., Клари В. и Уэисс М. – Устойчивость пламени в высокоскоростном газовом потоке с помощью препятствий. В кн. «Вопросы горения» Сборник переводов. Ч.1, Изд.иностр.литературы. Москва. 1953.
30. Лонгвелл Дх., и Уэисс М, Фрост - Стабилизация пламени рецуркуляционной зоне плохо обтекаемых тел.
        
        ҚАЗАҚСТАН РЕСПУБЛИКАСЫНЫҢ
БІЛІМ ЖӘНЕ ҒЫЛЫМ МИНИСТРЛІГІ
ӘЛ-ФАРАБИ АТЫНДАҒЫ ҚАЗАҚ ҰЛТТЫҚ УНИВЕРСИТЕТІ
Физика-техникалық факультеті
Жылуфизика және техникалық физика кафедрасы
Қорғауға жіберілді
Кафедра ... ... ... ... орай ағу ... ... ... 5В072300-Техникалық физика
Орындаған 4 курс студенті _________________ Құдайберсінова А.Т
(қолы, күні)
Ғылыми жетекші, ф.-м.ғ.к. ________________ Исатаев М.С.
(қолы, ... ... - - - - - - - - ... ... ... ... 57-беттен,кіріспеден,3-тараудан,26-суреттен,
56-формуладан, корытынды бөлімнен тұрады.
Жұмыстың негізгі бөлімінде нашар айнала ағатын дененің денеден ... және ... ... ... ... ... туралы динамикалық міндетінің шешімдеріне шолу жасалады. Денелердің жіңішке айнала ағуының ерекшеліктері ... және ... ... ... ... Жылуфизика және техникалық физика кафедрасында берілген қондырғыны пайдаланып денелерді оссимметриялық орай ағу кезіндегі заңдылықтарды зерттеу
Алған нәтижелерді бақылау
Денелерді ... ... орай ағу ... ... ... Исследование закономерностей при обтекании тел осесимметричной струей
en: Investigation of regularities in the flow around an ... body ... - ... ... аз ... тесіктен шығатын ағысты айтады.
Жартылай шектелген ағыстар немесе қабырғалық ағыс - бір жағынан қатты ... ... ... ... ... газдың қозғалысы техникада кең таралған ағыстың түрі.
Турбуленттік ағыс - сұйықтың немесе газдың бөлшектері ретсіз, күрделі ... ... ... ... және қозғалған кезде оның температурасы, тығыздығы, қысымы хаостық өзгеріске ұшырайтын ағыс.
Микроманометр - тәжірибелік аэродинамиканың ең ... ... бірі ауа ... ... ... қысымды, яғни атмосфералық қысым мен ағынның статикалық қысымының ... ... ... ... ... ... ... түтігі - газ ағынының қысымын өлшейтін құрал.
Сопло - жұмысшы бөліктің алдында жылдамдықтың, тығыздық пен температураның берілген және қима ... ... ... ие газ ... қамтамасыз ететін аэродинамикалық құбырдың бөлігі.
МАЗМҰНЫ
БЕЛГІЛЕУЛЕР
3
КІРІСПЕ
4
1
ШЕКТЕЛМЕГЕН АҒЫСТАҒЫ НАШАР АЙНАЛА АҒАТЫН ДЕНЕ
1.1
Нашар айнала ағатын дененің айнала ... ... ... ... ... алыстағы із қозғалысының теориялық зерттеулеріне шолу
12
1.4
Нашар айнала ... дене ... із ... ... ... ... ... ағыспен денелердің айнала ағуына арналған эксперименталдық қондырғылар
29
2.2
Денелердің ... ... ... ... ... ... бақылау
38
2.4
Жылдамдықтық тегеурінді және статистикалық қысымды тексеру
40
ДЕНЕЛЕРДІҢ БІРТЕКТІ АҒЫСПЕН АЙНАЛА АҒУЫ
3.1
Зерттеу саласы
46
3.2
Осі симметриялы із
47
3.3
Тәжирибелер нәтижелерін талқылау
48
ҚОРЫТЫНДЫ
55
ӘДЕБИЕТТЕР ТІЗІМІ
56
БЕЛГІЛЕУЛЕР
- ағынның ... ... ... м; ... ... ...
- ... тығыздық, ;
-пластинадағы үйкеліс кернеуі, Па;
-жергілікті кедергі коэфициенті;
-бөлікгердегі микроманометр көрсеткіші;
-микроманометрдің иілу ... ... ... ... ... бастапқы аймағының ұзындығы,м;
f -акустикалық әсер жиілігі, Гц;
S-Струхаль саны;
- жіңішке ағыс-науаның турбулентті импульсінің ағыны
- кедергі ... ... ... ... ... ізімен қозғалысы осы қозғалыстың техникада кең таралуына байланысты бұрыннан зерттеушілердің назарын аударуда. Дегенмен, осы сұрақты зерттеуге арналған жұмыстардың көп ... ... оның ... ... әлі де ... түрде зерттелмеген болып қалып отыр. Жекелей алсақ, санының мәні саласындағы турбулентті қозғалысы ең аз және ... ... ... ... ... ағуы ... жылу ... секілді және т.б. тәжірибеде аса маңызды құбылыстарда негізгі рөл ойнайтын соңғысына тікелей жақындықта дененің ізінде ... ... ... ... көбіне денелер ені бойынша біртекті емес және соңғы ағынмен, мысалы, еркін жіңішке ағыспен айнала ... ... ... ... ағатын формадағы денелердің жіңішке ағысы айтарлықтай қызығушылық туғызатын болса да, әлі зерттелмеген. Осы жұмыс нашар ... ... ... ... ... ... ... орталанған турбулентті қозғалыстың заңдылықтарын зерттеуге арналған. Денелердің ... және осі ... ... ... және ... және осі ... турбулентті жіңішке ағыспен айнала ағуы қарастырылады.
Алға қойған міндетке сәйкес жұмыс төрт тарауға бөлінеді.
Бірінші тарауда ... ... ... ... ... алыста және соңғысына тікелей жақындағы ізіндегі қозғалысы туралы динамикалық міндетінің шешімдеріне шолу ... ... ... айнала ағуының ерекшеліктері қарастырылады және зерттеу міндеті ... ... ... ... және осі ... біртекті ағыста және жалпақ-пареллель және осі симметриялы ... ... ... ... ... эксперименталды зерттеуге арналған бағдарлар сипаттамасы беріледі. Орташа жылдамдық пен ... ... ... ... сонымен қатар өлшеу нақтылығын бағалау жүргізіледі.
Үшінші тарауда біртекті ағыстағы ... ... ... ... ізін ... ... ... нәтижелері қарастырылады және олардың жуық теориялық шешімімен және басқа да тәжірибелі ... ... ... ...
Жұмыстың негізгі нәтижелері қорытынды бөлімінде жинақталады. Дәл сол бөлімде осы саладағы әрі қарайғы зерттеудің міндеттері көрсетіледі.
1 ... ... ... ... ... ... Нашар ағатын дененің айнала ағуы
Доғал кедергінің тұтқыр сығылмайтын сұйықтығының біртекті ағынмен айнала ағуы- ... ... ... Рейнольдс санының яғни мұндағы - салмақты қатпарланатын ағын жылдамдығы, - денеге тән өлшем, - ... ... ... ... ... кең ... үшін көптеген авторлар толық зерттеді және зерделенді. Жекелей алсақ, өте ... ... ... тудырып отырған дөңгелек цилиндрдің көлденең айнала ағуы зерттелген. Осі сұйықтықтың қатпарланатын ... ... ... ... ... ұзын дөңгелек цилиндр (теориялық түрде-шексіз) айнала ағуын толық қарастырамыз. санның өте кіші ... ... ... ... күші ... ... ... үлкен болғанда, тұтқырлықтың әсері цилиндрден үлкен қашықтықта сезіледі. Сұйықтық цилиндрді үздіксіз айналып өтеді, ал оның дене артындағы ... ... ... саны ... аз ... осындай ағын сұлама қозғалыс деп аталады. Шардың шектеусіз ағынмен біртекті ағынымен айнала ағуы ... ... ... үшін ... теңсіздіктерінің жуықтап шешуіне алғаш рет Г.Стокc қол жеткізді. Г.Стокс шешімі Навье-Стокс теңсіздіктеріндегі ... ... ... ... кезде алынды. Дегенмен, шардан бірқатар қашықтықта тұтқыр және инерциялық күштердің әсері өзара ... ... ... ... ... ... ... есепке алу жолымен Стокс шешімін К.Озин жақсартты. Сұлама қозғалыс шешімдері ... ... оны ... дөңгелек дискінің айнала ағуы үшін, ал Г.Ламб дөңгелек ұзын цилиндрдің айнала ағуы үшін алды. ... ... ... кезде, дененің үстіңгі бөлігінде қалыңдықтары ағыс бағытымен арта беретін екі өте нәзік соқпа ... ... ... Бұл ... азық ... ... ... дененің беткі қабатынан жұлынып қалады. Жұлып алу құбылысын келесідей тәсілмен түсіндіруге болады. ... ... ... ... ... ағыс бойымен төмен қарай цилиндрдің диффуорлы аймағында қысымның артуы жүзеге асады. Бұл бөлікте сұйықтық кіші қысым ... ... ... ... ... ... қабаттағы ұзына бойы жылдамдық дененің қабырғасына үйкеліс болғандықтан аз және сұйықтық ... ... ... өсіп келе ... ... қарсы шекті азық нүктесіне дейін оның әрі қарайғы қозғалысын қамтамасыз ету үшін жеткіліксіз. Қысымның ... ... ... ал ... ... шекарадағы қабаттағы сұйықтықтың кері айналымына да әкеп ... Кері ... ... ... кездесуі қатпарлы ағынның цилиндр қабырғасынан жұлынып алынуына әкеліп соғады. Уақыт өте келе жұлқыну нүктесі шекті тұрақты жағдайында қалмайынша дененің ... ... ... ... ... ... құйынды қабаттар бұрылады және дененің артында екі симметриялы тұрақты құйын ... ... 1). ... ары ... артуымен құйындар ағын бағытында біртіндеп ұзарады. Құйындардың кернеуі олардағы айнала ағатын беткі қабаттан ... ... ... ... ... ... 1. Кері ағыс, жұлқыныс және құйындардың пайда болуы болған ... ... ... ... арту ... ... ... ұзына бойы ағуы.
Осы құйындардың әрқайсысы дененің артында қатты кері қозғалыс жасайды. Осылайша, ... ... ... ... ... ... айналымда болатын тұйық циркуляциялық ағыс аймағы пайда болады. Осы аймақтың сыртқы ... ... ... саны мен дене соңынан қозғалатын тұйық аймақтың ішінде қозғалатын сұйықтық пен ... ағын ... ... ... ... ... ... Келесі рет санының ... ... ... ... ... ұзындыққа созылған қозғалмайтын құйындар қисаяды және денеден жұлынып қалады (сурет 2,3). Ағынмен тұрақты түрде шайылатын, цилиндрдің екі жағынан кезекпен-кезек жаңа ... ... ... өзіне тән жағдайы дамиды. Осы цилиндрдің артындағы құйындарды ең алғаш рет эксперименталды түрде Г.Бенар зерттеген, одан ... ... ... зерттеген Т. Карман құйындық жол жасайды.
Сурет 2. Кіші Рейнольс ... ... ... айналасындағы ағыс. а)
б)
в)
Сурет 3. Жиектері өткір пластинка айналасындағы ... ... ... ... жағдайы дене артындағы кейбір қашықтыққа дейін сақталады, ал әрі ... ... ... құйындар диффузиясының салдарынан жоқ болады. Дененің артында сұйықтық ... ... гөрі ... ... ... ... яғни, дененің артында көлденең қималардың жылдамдық профилінде опырылу бар. Бұл қозғалыс типі саны мәндерінің, - дан, ... ... кең ... сақталады. санынан артық болған кезде ... тез ... яғни ... ... жолы ... ... сақталмайды. Петров пен Штейнберг және басқалардың тәжірибелері көрсеткендей, ... ... ... ... ... ... жүйелі түрде санының мәндеріне дейін жұлынып алынуын жалғастыра береді. санының ... ... ... - тен - ке ... бір қалыпты қоршауы бар денелер үшін денелердің кез - ... ... ... ... күрт ... ... ... жаңа құбылыс орын алады. Оны алғаш рет шардың айнала ағуы кезінде Констаци мен Эйфель ... ... Бұл ... ... ... ... кету нүктесіне дейін белгілі бір жылдамдықтан өткен кезде турбулентті ... ... ... ... ... ... турбулизациясы шекаралық қабаттан тыс қозғалатын сұйықтықпен қозғалыс санының күрт алмасуының арқасында шекаралық қабаттағы жылдамдықтың күрт артуына әкеледі. Нәтижесінде, шекаралық ... ... ... ... ... және ... айтарлықтай қашықтықтағы минимум нүктесінен қысымның тежегіш күшін ... ... ... ... Бұл ... ... жұлқыну нүктесінің азыққа қарай қозғалуына және дененің қарсыласу коэфицентінің азаюына әкеледі.
Жиектері өткір денелердің айнала ағуы жағдайында (мысалы, ... ... ... ... ... ... ... сапалы суреті цидиндрдің айнала ағуы кезіндегідей болады. Ағынның жиегі өткір денелерден жұлынып алынуы әрқашан осы жиектерден жүзеге ... және ... ... ... үшін айнала ағу дағдарысы таныс емес. Талқыланған ағыс мысалдары жалпақ ағысқа қатысты ... Осі ... ... үш ... ағыс ... ... дәл осылайша сақталып қалады. Бір қалыпты қоршауы бар денелерде (шар, эллипсоид және т.б.) айналып ағу ... ... ... ал ... өткір денелерде (көлденең айнала ағатын дискі, шеткі ұзындығы бар пластиналар және т.б.) - ... ... ... ...
1.2 ... ... ... сапалы суреті
Шекаралық қабатпен айнала ағатын дене беткі қабатынан жұлыну арқылы жасалған шырмалған жіңішке ағыстағы ... ... ... сай, ... Re санының аз мәндері кезінде де қатты дененің артында ламинарлы құйынды қабат болған кезде, сұйықтықтың қозғалысы денеден бірқатар ара қашықтықта ағыс ... ... ... ... ... ... мәндері ретімен және одан астам үлкен жиілікпен жүзеге ... ... ... ағатын дененің беткі қабатынан жеке құйындардың жұлқынуы ... ... ... ... ... ... Іздің бүкіл аймағында бірінші рет қарағанда айтарлықтай күрделі, ретсіз турбулентті қозғалыс орнайды. Мәлім ... ... ... ... ... ... бұл ... юиіктігі бойынша және ағынның кез-келген нүктесінде қозғалыс жылдамдығының бағытымен үздіксіз хаостық өзгерісті көрсетеді. Нашар айнала ағатын ... ... ... ... орталандырылған қозғалысын қиманың екі сипатты аймақтарына бөлуге болады: денеге тікелей ... ... және одан алыс ... ... 4).
Сурет 4. Жиектері өткір пластинаның артындағы орталандырылған турбулентті қозғалыстың сызбасы.
Әдебиетте ұзақ уақыт бойы құйындық жолдың орныққан суреті сақталмайтын ... ... ... кезде санының мәндерінде соңғысына тікелей жақындықтағы нашар айнала ағатын дененің ізіндегі сұйықтықтың қозғалысындағы ... да бір ... ... ... ... ... соңғы 10 жылдағы зерттеу нәтижелері көрсетіп отырғандай және т.б. ... ... ... ... ... тікелей азықтық аймағынды тұйық айналымдық қозғалыстың аймағы орнатылады. Осы ... ось ... ... ... дене ... яғни, қатпарлы ағынға қарсы қозғалады. Шектеулі беткі қабаттың жылдамдықтың ұзына бойы компонентасы нөлге тең болғандағы ағысының басқа бөлігінің сыртында сұйықтық ... ағын ... ... ... тұйықталған айналымдық ағысының аймағы іздің осінде қиылысатын тоқтың нөлдік сызықтарымен шектелген. Орталандырылған қозғалыс тоғы сызығының осы аймағының ішінде ... ... ... ... ... тұйықталған қисықтарды көрсетеді. Пласттинананың айнала ағуы сызба түрінде көрсетілген 4 ... ... әр ... ... ... профильдері көрсетілген. Тұйық айналымдық ағынның аймағы қиылысатын қимасында, нөлдік жылдамдықтың сызықтарымен ... ... ... ... ... ағын ... ... бағытталған. Ағыс бойымен төмен қарай денеден жұлынумен кері ағыс аймағы біртіндеп тарылады және нөлдік ... ... ... ... ара ... ... ... тоқтың нөлдік сызықтары, іздің осінде қабысады. Бұл қимадағы остегі ағынның орталандырылған қозғалысының ... ... тең ( ... ал ... ... нүктелерде ол ағыс бойымен төмен қарай бағытталған. Айналымдық ... ... ... ... ... ... саны мен салмағының үздіксіз турбулентті алмасуы жүзеге асатынын атап айту қажет. Осылайша, құрамында сұйықтықтың бірқалыпты ... ғана бар ... ... ... аймағынан оқшауланған ағын туралы көрініс тек қана орталандырылған қозғалысқа жатады. ... әрі ... ... ... із ... ... мәні қатпарлы салмақты ағын жылдамдығана жақындай келе артады. Турбулентті іздің ені де денеден алшақтаған сайын кеңейе түседі. Көптеген ... және ... ... ... ... ... ... алшақ калибр және одан да астам қашықтықтағы ізде жүзеге ... ... ... ... ... ие ... Іздің осы аймағындағы сұйықтықтың қозғалысы болады, яғни, геометриялыққа ұқсас денелер үшін іздің ... ... ... ... таралуы дененің абсолютті өлшемдері мен қатпарланған ағын жылдамдығына тәуелді емес.
Л.А.Вулис саны мен реті және одан да көп ... ... ... қозғалыс тек қана денеден алыста болғанда ғана ... ... ... ... ... жақындықта да тұрақталған заңды сипатқа ие болады. Дамыған турбулентті ... ... ... нашар айнала ағатын дене жанындағы және іздегі ағыстың бейнесі болады. ... ... ... үшін ағынның сәйкес нүктелеріндегі жылдамдық векторының бағыты, жылдамдықтардың ... ... Re ... мәндерінен тәуелсіз бола бастайды. Осы сұрақты құйындардың олқылығының жиілігі туралы белгілі ақпараттарға сүйене ... ... ... ... ... ... ... ағатын дененің ізіндегі қозғалыс жылдамдығының пульсациясы герц тәртібінің жиілігімен жүзеге ... ... ұсақ ... ... пульсациялардан және нашар айнала ағатын дененің қабырғаларынан құйындардың олқылығымен шартталған ірі масштабтағы пульсациялардан ... Ірі ... ... ... тербелісінің амплитудалары қатпарлы салмақты ағын қозғалысының орталандырылған жылдамдығының биіктігінен пайыздық мәніне жете алатын ... ... ... ұсақ масштабтағы пульсациялардың тербелісінің амплитудалары пайыздан аспайды. Ірі ... ... ... яғни, құйындардың денеден жұлыну жиілігі, дене өлшемі мен ... ағын ... ... айтарлықтай мәндерде (шамамен, Гц-тен ... ... ... ... ... да, ... мәні аймағында, шамамен -тен -ке дейін цинлиндр денелер үшін (көлденең айнала ... ... ... ... өткір денелер үшін -тен -ға дейін мәндері болғанда) Струхальге тән саны ... ... ... ... белгілі. Осы тұста құйындардың жұлқыну жиілігі ... ... ... тура ... және ... ... тән өлшемге кері пропорционал (цилиндр диаметріне, немесе, сәйкесінше, пластина еніне) ... ... ... әр ... ... үшін ... мәні тұрақты болғанда құйындардың жұлқыну жиілігі әр түрлі бола алады. Осыны ... ... ... ... ... см ... жылдамдығы м/сек болатын ауа ағынымен айнала ағатын дөңгелек цилиндрді елестетейік. Re мәнінің аймағындағы Струхаль ... ... ... және цилиндр үшін тең. Құйындар қарастырылып отырған цилиндр қабырғаларынан Гц ... ... ... ... см және ... болған кезде құйынмен цилиндрден жұлқыну жиілігі Гц болады. Екі жағдайда да
Ағын жылдамдығын қарапайым пьеземетрикалық Пито құбырсымен өлшеген кезде, ... ... ... ... ... бірінші мысалда ағыстың орташа жылдамдығына сәйкес келетін қысымды көрсетеді. Екінші жағдайда монометр көрсеткіші құйындармен жұлқыну жиілігіне тең, жиі ... ... ... ... ... ... ... артындағы орталықтандырылған қозғалысты құйындарды он есеге дейін арттыратын уақыт мерзімі ... ... сек ізде ... ... ... ... жылдамдығын тұрақты инерциясы: ... ... ... ... жөн.
Осы жұмыста орталандырылған қозғалыс ретінде нашар айнала ағатын дененің қабырғаларынан ... ... ... ... айтарлықтай үлкен уақыт аралығына орталандырылған қозғалыс меңзеліп ... ... ... ... құйындар ағыс бойымен төмен қарай таралатынын және ... ... және одан ірі ... ара қашықтықта пульсациялар ұсақ масштабты турбулентті пульсацияларға айнала келе ғайып болатынын атап айту ... Әр ... ... ... ... ... ағатын дененің артындағы (4 суретті қараңыз) кері ағыс ... ... ... ... ... ... - ... ... ... ... - ... артындағы іздегі сұйықтық қозғалысымен байланысты сипатқа тән уақыты. Нашар ағатын денелер үшін осындай уақыт болып ... ... ... құйындардың жұлқыну уақыты бола алады: . Бірақ көрсетіліп ... ... ... мәні аймағында Струхаль саны және . ... ... ... кері ... ... салыстырмалы ұзындығы ретіндегі санының мәні аймағында, мұндағы болған кезде тұрақты. ... ... ... ... ... ... ... турбулентті ізде және дамыған турбулентті қозғалыс кезінде денеге ... ... ... ... ... ... растайды. Бір қалыпты қоршаулары бар нашар айнала ағатын дененің ізіндегі қозғалыстың ... ... ... ... ... ... дейін сақталады. Айнала ағу дағдарысы басталған кезде Струхаль саны санының әрі қарайғы артуымен күрт артады. Бұл ... ... ... ... ... кері тоқтар аймағының салыстырмалы өлшемдерінің айтарлықтай азаюына әкеледі. Жиектері өткір нашар айнала ағатын денелерде саны шекаралық қабаттың жұлқыну ... ... әсер ... ... ... денелердің артынан орталанған турбулентті ағыс ағыстың жуық дыбыстық жылдамдықтарына дейін әрдайым автоүлгілі.
1.3 Денеден алыс қашықтықтағы іздегі қозғалыс теоретикалық зерттеулеріне ... ... ... ... ... ... сұйықтықтың қозғалысы туралы қолданыстағы міндеттерінің шешімдері тек қана ... алыс ... ... ... ... ... ... калибр және одан да көп). Іздің осы аймағында ағыс шекаралық қабатқа тән қасиеттерге ие болады, яғни ... ені із ... ... ... ... ... қашықтықпен салыстырғанда азырақ, көлденең бағыттағы жылдамдық градиенті ұзына бойы бағыттағыдан айтарлықтай артық, іздегі қысымды ізден тыс қысымға ... тең ... және ... деп ... ... ... ... қашықтықтағы іздегі қозғалыс туралы міндетті шешу үшін шекаралық қабаттың дифференцияланған теңдеуін пайдалануға болады:
(1)
, ... және , , және ... ... ... ... ... (көрінетін) үйкеліспен шартталған жанама кернеу дегенді білдіреді, - айнала ағатын сұйықтықтың тығыздығы. және ... ... және осі ... ... ... ... ... (1) теңдігінде қысымға тәуелді мүше алынып тасталған, себебі қысымның құрамдас бөліктерін және ... ... Із үшін ... алыстағы үлкендіктерінің алақандай болуы және салмақты ағын жылдамдығының үлкендігімен салыстырғанда көлденең жылдамдық құрамдас бөліктері және ... ... ... Осылайша, денеден алыстағы іздегі:
, , , ... ... бойы ... ... арқылы белгіленген.
Дененің ізіндегі жылдамдық ақауының үлкендігін дененің ... ... ... ... да, дененің оны айнала ағатын ағыспен келтірілетін кейісі саны жағынан ... ... тең ... ... ... ... аздап жоғалтуға әкеледі. Қатпарлы сұйықтық қозғалысының бағытына перпендикуляр ... ... ... ... ... ... ... айтарлықтай алыста етепі аламыз, ал келесісін осы қималардағы қысым салмақты ағстағы қысымнан айырмашылықта ... етіп ... ... ... ... етіп ... Бірінші қима арқылы әр секунд сайын ағатын және келесі қима арқылы әр секунд сайын ағып кететін ағыстар қозғалысыының ... әр ... ... ... ... қарсыласуына тең болады. Егер де дене қозғалыс бағытына қатысты симметриялы болса, онда денеге әсер ететін күш оның алдыңғы қарсыласуына сәйкес ... ... ... ... ... ... ағыс үшін ... теориясын қолдану (мысалы, шексіз ұзын цилиндр мен пластинаның айнала ағуы) дененің қарсыласуы үшін, мынаны береді:
, ... - ... ... дене ... ... келетін қарсыластық. Теңдіктегі интерграл (4) дененің алыс артқы жағында жолай жіңішке ағыс қимасы бойынша алынады.
.
Осылайша, ... ... ... із үшін мына ... ... ... ... із үшін ... ... ... және т.б. ... ағуы ... дененің қарсыласуын анқықтайтын теңдеуге ұқсасты аламыз.
, ... және (6) ... ... ... ... ... ... дененің қарсыласуымен алыс қашықтықтағы ізде тікелей байланыстырады. Мәндерін елестете отырып және (3) жол ... ... ала ... ... ... ... үшін ... (1) және (2) теңдеулерін мына түрде қайта ... ...
, ... ... ... және ... қамтитын екінші реттік кішілік мүшелері алынып тасталған. (7) және (8) теңдіктер жүйесін интерграциялау ... алу үшін ... ... кернеуін басты ағысты сипаттайтын мөлшерлермен байаныстыру керек. Осы ... ... бұл әр ... ... алға тартқан жартылай эмперикалық формулалар көмегімен мүмкін болды. Жекелей алсақ, дененің алыс артындағы іздегі қозғалыс ... ... ... Г.И.Тейлор гипотезасына сүйене отырып, құйындалудың алмасуы туралы теория ... ... ... ... сүйене отырып қозғалыс мөлшерін ауыстыру туралы теория бойынша орындауға болады. Екі әдіс те соңғы есепте ... ... үшін ... ... ... Айырмашылығы жеке сұйық кесектердің мөлшерінде ғана болып отыр. Сондықтан міндетті тек қана, яғни нақты ... ... ... ... ... ...
а) Денедан алыс қашықтықтағы жалпақ парралель із
Жеке дене ... ... ... ізді ... ... теория жүзінде алғаш рет Г.Шлихтинг Прандтльдің ... ... ... ... ... ... ... афиндық профилі бар және қатпарлы ағыс жылдамдығымен салыстырғанда аз болатын (жалдамдық ақауы) жолай ағыс жылдамдығы: болатын денеден алыс ... ... ағыс үшін ... ... ... ... алыс жалпақ параллель із үшін қозғалыс (7) теңдеуін жазамыз:
. ... ... ... ... жанама кернеу ламинарлы ағыста , ... ... ... ... ... ол ... жанама кернеуді
(10)
формуласымен, мұндағы
- турбулентті қозғалыстың орталандырылған жылдамдығы және - ... ... ... ... ... сәйкес келетін турбулентті алмасу коэффициентіне тең болғанды, анықталады. ... ... ...
, (11) ... - ... ... ... ... қою ... мына формуланы шығарып аламыз:
, (12 ) ... (9) ... қоя ... ... ... ... теңдеуін алымыз:
. ... ... ... немесе еркін жіңішке ағыста араластыру жолының ... ... ... ... ... ... ... ізіндегі) және -тен тәуелсіз болады.
Іздегі жолай жіңішке ағыстың ені және ... алыс ... ... ... ... афиндық ұқсасы бар деп, яғни:
(14)
, ... ... ... ... сипаттайтын эксперименталды тұрақты, деп болжам жасайық.
(13 ) ... (15) және (14) ... ... және ... ... ... ала ... жаңа түрлендіруге
көшеміз.
Нәтижесінде аламыз:
, ... екі ... (16) де - ке ... ... ... ие ... үшін, теңдігі орындалуы қажет. Іздегі сұйықтық қозғалысының жылдамдығымен дененің қарсыласуын байланыстыратын формуладан (5) :
аламыз,
мұнда . ... ... ... жаңа ауыспалыға көшеміз:
Сол кезде (16) теңдігінен қиын емес ... ... ... ... ... ... ... (17) интегралдау арқылы
(18)
аламыз.
Із осіне қатысты жолай жіңішке ағыс симметриясы шартынан болғанда . ... келе ... . ... екі бөілігінен (18) де квадраттық түбірден шығара отырып, екі бөлігін де ... ... оны мына ... ... ... ... интеграциялануы мынаны береді:
. ... ... ағыс ... ... ... кезде жылдамдық ақауының мөлшері нөлге тең, яғни, Олай болса, ... ... мына ... ... ... пен (15) - ке ... және ауыспалы көшеміз, сол кезде нәтижесінде аламыз:
, ... ... . ... ... ... ағынның жылдамдығына қатынасқан жылдамдық ақауының максималды мәні. Осыайша, келтірілген есептің ... ... ... ... ені прпорционал өзгеретінін көрсетеді, ал ... мәні ... ... Бұл нәтижелер Г.Шлихтинг пен Г.Рейхард әр түрлі диаметрлердегі дөңгелек цилиндрлер артындағы ... ... ... ... (23) ... қолдана отырып, (5) тен мынаны аламыз:
Осыдан келе, бір ғана тұрақты ... ... ағыс ... бойынша тәжірибеден анықтауға болады немесе максималды өлшемдері бойынша анықтауға болады. Жолай жіңішке ағыс шекарасын анықтау қиын ... ... ... ... ... ... жартысын анықтайды, мұндағы болатын енінің мәні (22) ... ... . ... ... ... ... ... отырып, екенін тапты.
б) Айналым денесінің артындағы турбулентті із
Қозғалыс санын көшіру туралы Прандталь гипотезасын қолданумен осі ... ... ... ... ... ... ... денесінің артындағы турбулентті іздегі орталандырылған қозғалыс із осіне қатыста симметриялы. координаталарының цилиндрлік жүйесін алайық: осі ... ... ... осін аламыз, ретінде симмерия осінен ара қашықтықты, ретінде симмерия осінің айналасында есептелетін бұрышты аламыз. aрқылы ... ағын ... ... ал , ... ... және ... ... алыстағы іздің жылдамдығының құрамдас бөліктерін және арқылы турбулентті жанама кернеуді ... ... ... алыс ... ... ... үшін, мына шарттар ... ... мына ... ... ... ... жазуға болады:
(24)
Қозғалыс санын ауыстыру теориясы бойынша
мұндағы , ... ... ... ... ... ... ағыс жағдайындағыдай, жылдамдықтар профильдерінің ұқсастығы туралы болжамда және ... ... ... ... жолының ұзындығына пропорционалдықта ең соңғы есепте аламыз:
, ... . ... ... ... ... ... іздегі жолай ағыс салыстырмалы жылдамдығының профилі, жалпақ іздегідей, мына түрде жазылады:
Мұндағы, ... ... ... ... ... ... таралуы соңғысының алыс қашықтықтағы артында жалпақ параллель іздің жағдайындағыдай болады, дегенмен, іздің осіндегі және іздің еніндегі ... ... ... мәні ... ... ... және осі симметриялы ағыстарда әр түрлі өлшенеді.
Айналу денесінің ізінде:
ал жолай жіңішке ағыстың ені
Жоғарда айталған ... ... ... ретпен ара қашықтық болған кезде ағыс бойынша төмен іздегі сұйықтықтың қозғалысы үшін тәжірибенің деректерімен ... ... ...
1.4 ... ... АҒАТЫН ДЕНЕНІҢ ЖАНЫНДАҒЫ ІЗДЕГІ ҚОЗҒАЛЫС.
Турбулентті із туралы міндеттердің қолданыстағы шешімдері дененің жанындағы іздегі қозғалысты сипаттау үшін жарамсыз. Осы ... ... ... жол берулер, ал нақтырақ айтсақ, жылдамдық ақауының мөшерінің маңызды еместігі туралы ... және ... ағыс ... ... ... көлденең компоненті алынған шешімді дененің жанындағы қозғалысқа қолдануға мүмкіндік бермейді. ... аса ... ... тура ... ... ... ... айналымдық (орталанған) ағыс аймағы жасалатын денеден бірнеше калибр қашықтықтағы сұйықтық қозғалысы көрсетіп отыр. Бұл ағыс аймағы нашар айнала ағатын ... ... отты ... және т.б) ... ... ... көптеген құбалыстарда шешуші рөл атқарады. Нашар айнала ағатын дененің тура жақын жерінде айтарлықтай сирету бар ... ... ... ... ... статистикалық қысым өрісі дененің жанында біртекті емес. Нашар айнала ағатын дененің артындағы турбулентті ізі ... ... шешу ... тура жақындықта рұқсаттық көлемді есепке алумен мүмкін ... ... ... ... ... ... кейбір қызығушылықты туғызуы мүмкін. Нашар айнала ағатын ... ... ... ... ... суретін алу үшін осыған тура жақындықта Л.А.Вулис келесідей түйінделетін есептеудің өзіндік әдісін қолданады. ... ... ... ... тура ... ... ... суреті өзін ең алдымен қозғалыс санын турбулентті ауыстыру құбылысы мен турбулентті ізбен сыртқы ағыспен өзара әрекеттестігінде өз ... ... деп ... Осы ... азықтық аймақтағы қысымның сиреуін екінші реттік құбылыс ретінде қарастыруға болады, және, бірінші реттік ... оны ... ... бас ... ... Әрі қарай форманы және айнала ағатан дененің өлшемдерінен бас тартады және ... ... ... ... дененің қарсыласуына тең болатын алмастырады. Сол кезде нашар айнала ағатын дененің артындағы іздегі қозғалысты осінің бағытымен, және оған ... келе ... ... ... жіңішке ағысына қозғалып келе жатқан біртекті ағысты ... ... ... ағыс ретінде елестетуге болады. Ағыстың жақындаған суретін алу үшін біртекті ағын мен турбулентті жол жіңішке ағысының ... ... ... ... ... ... осындай ағындарды салу әдісімен есептеуді қолдану, мысалы, әуе бүркеуін есепке алған кезде, жолай жіңішке ағыстарды ... ... ... және т.б. ... сапалы дұрыс суретін береді. Дегенмен, бұл жіңішке ағыстарды орнату әдісі жіңішке ағыстар бір біріне ... бар ... ... ... ... ... ... ауытқуларға әкеледі. Әрі қарайғы есептеудерді мазмұндауға көшпес бұрын, оларға енгізілетін ұғымды ... ... Егер ... ... ... оны жіңішке ағыс полюсіне, ал радикалды қозғалысты осьтен бағыттай отырып және ағыс көзін ағыспен алмастырса, турбулентті ... ағыс - науа ... 5) ... турбулентті жіңішке ағынды - ағыс көзі болып ... ... ... ... ... ... ... жіңішке ағыс - науа үшін де күші бар ... ... ... ... ... ... сияқты турбулентті науа импульсінің ағысы да
(27)
аяқталған деп ... ... - ... ... ... қимасы, ал сұйықтықтың шығыны шексіз аз. Бұл ... егер ... ... ... ... мен қима ауданына пропорционал болса, ағу жылдамдығы шексіз артады, ал жылдамдық шығыны жылдамдықтың бірінші дәрежесіне және ... ... ... ... түсінікті болады. Осының салдарынан, шексіз аз шығын кезінде, турбулентті науа импульсі шекті болуы мүмкін. Жіңішке ағыс-көздегі секілді, Жіңішке ағыс-көздегі қысым ... ... ... байланысты тұрақты болады және импульс ағыны жіңішке ағыстың кез ... ... ... тұрақты мәнін сақтап тұратын болады деп қабылдауға болады. Науа ... ... ... ... ағын турбулентті болады және ағыннан алыстауы шамасына қарай ағынға бағытталған сұйықтықтың қозғалу жылдамдығы азая ... ал ... ... ені арта түседі. Жіңішке ағыс - көздегі секілді және ... ... ... ... ... қозғалыс саны:
және турбулентті араластыру ұзындығының пропорционалдығы шарттары жіңішке ағыс еніне: , ... ... ағыс - науа үшін ... , ал ... ... үшін . ... екі жағдайда және . ... ... ағыс - науа үшін , ... үшін . Жіңішке ағыс-көзі үшін, сонымен қатар жіңішке ағыс ... ... ... ... ... ... ие. ... жіңішке ағыс - көз үшін және жіңішке ағыс - ағын ...
, ... . ... ... ағыс - көз үшін және ... ағыс - ағын ...
,
мұндағы
.
Шекаралық шарттар екі міндет үшін де сондай ақ бірдей және жіңішке осіне сәйкес , , ... ағыс ... , ... ... ... кезде және . ... ... ... ... мен ... шекарасы жіңішке-көз бен жіңішке-науа міндеттерінің шешімдерінің сәйкестігіне әкеледі. Сондықтан турбулентті науа үшін турбулентті жіңішке көздердің теориясындағы қарапайым ... ... ағын осі ... ... ... оның ... қимасында да қабылдауға болады. Бұл болжам асимптомикалық шекаралық қабаттың сызбасы бойынша ... ... сол ... ... ... ... қолайлы ретінде төменде қолданылады. Турбулентті жіңішке ағыс-науаны толық жксперименталды түрде алу ... ... ... ... жөн, ... жолай біртекті ағынның сирету көзімен кейбір жақындап ... ... ... ... турбулентті науаның сызбасы нашар айнала ағатын дененің артындағы сызбасы бар күрделі қозғалыс элементтерінің бірі ... өз ... ... бағыныштылық мәнге ие.
А) ЖАЛПАҚ - ПАРАЛЛЕЛЬ АҒЫС
Диаметрі болатын шексіз ... ... ... ... ... ... оның бағытына перпендикуляр орналастырамыз. Координаталар жүйесін координаталар басы цилиндр осінде, яғни, осі қатпарлы ағынының ... ... ... бағытталған, ал осі оған перепндикуляр болатындай етіп ... ... көзі ... ... ... ... ағатын денені дененің қарсыласуының кесірінен шынайы жоғалтуға тең болатын сомалық импульстің біртекті ағынының ... ... ... турбулентті науамен ауыстырамыз:
Мұндағы - жіңішке ағыс-науаның турбулентті импульсінің ағыны, - дене ұзындығының бірлігіне келетін кедергі, дененің - ... ...
- ... ... ... науаны координаттар басында орналастырамыз, және жіңішке ағын-науа осі осімен сәйкес келеді.
Сурет 5. Қарсы біртекті ағынның жалпақ ... ... ... ... ... ағыс ... жылдамдығының жіңішке ағыс-көзінің көлденең қимасы бойынша ... ... ... ... ... ... , ал
. ... ағыс ... ... ... - ... анықталатын жіңішке ағыс турбулентті құрылымының коэффициенті. Әдеттегідей, тоқ ... үшін мына ... бар: . ... аламыз:
(30)
бағытымен қозғалатын біртекті ағыс тоғының қызметі мына түрге ие:
(31)
Ол кезде ... ағын мен оған ... ... ... ... ағыс-көзді салу арқылы алынатын күрделі қозғалыс тоғының қызметі мына ... ... ... ... сипаттайтын тұрақты - дене кедергісіне әр секунд сайын турбулентті ... ... ... ... ... ... есептеуден (33) ескере отырып,
(34)
аламыз. Себебі
Нашар айнала ... ... ... ... ... . ... ... ала оатарып, (29) және (34) теңдеуінен кері ағыс ... ... ...
. ... ... кері ағыс аймағының өлшемдері дене қарсыласу коэфицентіне пропорционал екендігі көрініп тұр. Күрделі қозғалыстың тоғының қызметінің тұрақты мөлшеріне теңестіре ... ... ... ... ... ... болады:
(36)
болған кезде, тоқтың нөлдік сызығының теңдеуін аламыз:
(37) ...
, -ні (38) ... ... ... жылдамдықтың сызығының теңдеуін жіңішке ағыс науаның жылдамдығының абсолютті ... ... ... ... және ... ағын ... ... алу қиын емес. Нөлдік жылдамдықтың сызығының ұзына бойымен oсыдан келе, (28), (29) және (34) ... ... ... ... ... ... ... артындағы іздегі сұйықтықтың күрделі ағынының жылдамдығы құрамдас ағындардың алгербраикалық жылдамдықтарының сомасымен көрсетіледі:
(40)
Б) ОСІ СИММЕТРИЯЛЫ ... ... ... ... ағын ... (дискі, шар және т.б), жалпық параллель іздегі міндеттегі секілді, (формула) жылдамдығымен және қарсы бағыттағы ... ... ... ... ... бойынша қозғалатын сұйықтықтың біртекті ағынын салумен шартталған күрделі ... ... ... ... ... ... қимасындағы жылдамдықтың таралуын
(41 )
Мұндағы
, (42) ... ағыс ... ... ... ... ... осының алдындағы міндеттегі секілді, дененің қарсыласуы ... ағыс ... ... ... ... шартынан табамыз: ... ... ... кіретін интеграл :
(44)
Мәніне ие. Осыдан келе (42)- тен мынаны аламыз:
(45)
(41) және (44) теңдеулерінен ... ... кері ағыс ... ... ... жіңішке ағыс-науа үшін тоқ қызметі мына түрге ие болады:
Біртекті ағын үшін: ... ... ... ... қызметі мына түрге ие болады:
(47)
тұрақты шамаларға теңестіре отырып, тоқ сызығының теңдеуін табамыз:
Тоқтың нөлдік сызығының теңдеуі мына түрге ... ... ... ... ... күрделі қозғалыстың жылдамдығы мынаған тең:
(49)
Нөлдік жылдамдықтың сызығының теңдеуін нөлдік жылдамдықтың сызығының ұзына бойымен теңдігінің шартына ... ... ... ... ... шешімін көрсетпейді, дегенмен, олардың нәтижелері күрделі ағыстың анағұрлым өзіне тін белгілерін көрсетеді. ... ... есеп ... ... нашар айнала ағытын дененің артындағы ағыс бейнесі суретте көрсетілген. Дәл сол ... ... ... үшін ... ... ... ... ағуы үшін , м/сек болған кезде тәжірибелік және қисықтары келтірілген. ... ... ... ол ... ... шынайы орталанған ерекшеліктерге ие. Жекелей алсақ, есеп беткі ... ... ... кері ... ... ... беткі қабатымен шектелген айналымдық қозғалыс тұйық аймақтарының өмір сүруін көрсетеді. ... ... ... ... қорытындылар қозғалыстың автоүлгілігіне, дене өлшеміне тән кері тоқтар аймақтарының ұзындығының пропорционалдығына және қарсыластық коэфициентіне және т.б. ... Осы ... ... ... тәжірибелеріміздің мәліметтерімен салыстыру эмпирикалық тұрақты мәнін осі симметриялы ағын үшін және ... ағын үшін тең етіп ... ... көрсетеді (тәжірибе мен есептеулерден алынған дененің кері тоқтар аымағының ... ... ... ... ... ... ... аймақ конфигурациясына, дененің жанында тоқ сызықтарының орналасуы мен формасына және с.с. әсер етуі бұл жерде есепке алынбайтынын атап айту ...
1.5 ... ... ... ... уақытқа дейін біз біртекті ағынмен нашар айнала ағатын дененің, яғни, дененің өзіне тән өлшемімен салыстырғанда барлық бағыттардағы айтарлықтай үлкен ... ие ... ... ... ... ... шексіз ұзындықтағы айнала ағатын цилиндр диаметрімен). Дегенмен, ... ... ... тән ... ... ... көлденең өлшемдері бар ағынмен дененің айнала ағуы жиі кездеседі. Айнала ағатын дененің өлшемдерінен айтарлықтай кіші ... ... бар ... ... ... ағу ... да одан да жиі ... жатады. Айнала ағудың соңғы типіне нашар айнала ағатын форманың денесінің жіңішке айнала ағуы ... Осы ... ... типтегі аэрогидродинамиканың көптеген міндеттерін шешу үшін денелердің жіңішке ағысының бейнесін, сұйықтық дененің азықтық аймағындағы қозғалысының заңдылықтарын, дене ... оның ... ... және т.б. орналасқан орнының тәуелділігін білу қажет.
Дененің еркін турбулентті жіңішке ағыспен айнала ағу сипаты, мұны ... ... ... ... ... ... оның біртекті ағыспен айнала ағуынан айтарлықтай өзгешеленеді. Мысалы, жиектері өткір денелердің жіңішке айнала ... ... ... ... және т.б) бір ... қоршаумен дененің айнала ағу заңдылықтарынан (дөңгелек цилиндр, шар және т.б) айырмашылықта болады. ... ... ... үшін және ... ағу ... ал сол ... бір ... қоршауы бар денелер үшін тек қана айнала ағу режимі байқалады. (7 сурет). Кері ағу ... ... ... көлденең айнала ағуы типіндегі денелер үшін айнала ағу жіңішке ағысының ... ... ... күрт ... Бір ... ... бар денелерде кері ағу аймақтары жіңішке ағыс ... ... ... ... ағыс ... жеткілікті түрде жақын полюсінде денелердің үздіксіз айнала ағуы басталады. Осылайша, денелердің жіңішке ағуы біртекті ағынмен денелердің айнала ағуынан ... ... Осы ... осы ... ... ... ... осы аймағын ешкім зерттемеген.
Сурет 6. Денелердің жалпақ параллель турбулентті жіңішке ... ... ағу ... а) ... емес және б) ... ... ағудың жұмылған режимі; в) дөңгелек цилиндрдің ағуы.
Осыған байланысты, осы жұмыстың мақсаты, біріншіден, нашар айнала ағатын ... ... ... ізді соңғысына біртекті ағу кезінде зерттеу жүргізу ( сандары болғанда), екіншіден, еркін турбулентті жіңішке ағыспен денелердің айнала ағуын зерттеу ... ... ... ... , мұндағы - жіңішке ағыстың бастапқы өлшемі, - дене өлшемі, қатынасымен шектелген.
2 ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕМЕСІ
2.1 Денелердің ... ... ... ... ... эксперименталды нұсқаулар
Нашар айнала ағатын дененің артындағы турбулентті ізді ... ... үшін ... ... шектеусіз ағында жұмыс бөлігі жабылған тұйық түрдегі аэродинамикалық құбыр әзірленді. (8,9 суреттер). Құбырда ауа ағыны қуаты 2,8 квт ... үш ... ... ... ... ... келтірілетін Сирокко типті орталықтан айналдытарын желдеткіш арқылы жасалды. ... ағын алты ... ... ... ... тік ... ... бойынша бағытталады. Осыдан кейін ауа ағыны мм болатын қимасы тік бұрышты құбырдың ... ... ... ... ... ... ... мм. Құбырдың жұмыс бөлігінен кейін ауа қайтадан кеңейе беретін диффузорға түсті және ... ... ... ... ... ... ... қозғау арқылы құбырдағы ағын жылдамдығын реттеуге болатын қалқалағыш орналасты. ... ... және ... ... түзеті үшін конфузор алдында ұяшықтарның өлшемдері 60x350 мм және 400 мм болатын ұялы тор орналастырылды. Осы жерде және әрі ... да ... ... ... ... ... оның ... қимасының ауданына қатынасын білдіреді.
1-Желдеткіш, 2- желдеткішке мотор, 3- кері диффузорлық ... 4- ... 5- ... бөлігі, 6- қалқалағыш, 7- тікейтетін тор, 8- координаттаушы.
Сурет 7. Жұмыс бөлігі жабық КазҰУ аэродинамикалық құбырының сызбасы: а) ... ... ... б) оң ... көрінісі; (өлшемдер мм берілген)
Құбырдың жұмыс бөлігі (сурет 8) ... ... ... ... бөлігінің артқы қабырғасы алынбалы болды және оған айнала ағатын дене ... ... ... ... ... ... ... қабырғасына шарнир арқылы бекітілген рамкаға тұрғызылған жалпақ әйнек алынды. Қабырғалардың осындай жылжымалықтары эксперименттер жүргізген кезде үлкен қолайлылықтар ... ... ... сол жақ ... ... ... ... Координаттаушы жұмыс бөлігінің бүйір қабырғасының арнайы пазалары бойынша тік бағытта орын ауыстыра алатын, бір мезгілде оның герметикалығын бұзбайтын, ені 50 мм және ... 700 мм ... ... ... ...
Сурет 8. Тұйық түрдегі аэродинамикалық құбырдың жұмыс бөлігі.
Координаттаушыға бекітілген өлшегіш құбыр жұмыс бөлігінің ұзына ... және ... орын ... алатын еді. Координаталардың нақтылығын анықтау екі бағытта да ... және мм тең. ... ... ... ... ... ... орташа жылдамдығы конфузор кірісі мен шығысындағы қысымдардың әр ... ... ... ... ... бақыланды. Құбырдың жұмыс бөлігіндегі максималды жылдамдық 35 м/сек тең. Құбырдың жұмыс бөлігінің әр түрлі қималарында өлшенген қысым мен жылдамдық ... ... ... Осы нұсқауда диаметрлері 24, 30 , 47 мм болатын дөңгелек ... және ені 19, 30, 40, 50, 70 мм ... ... ... ... пластиналардың ізіндегі орталағна қысым мен жылдамдық өрістерінің әр түрлі өлшем серияларының үлкен саны көрсетілген болатын. Осы ... ... үшін ... ағын ... ... ... өлшемдер жүргізілді. Пластинкалар мен цилиндрлер шеттері құбырның жұмыс бөлігінің қабырғасына қозғалыс бейнесі сұйықтықтың жалпақ ағуы жағдайына жақын болатындай етіп ... Осы ... ... ... ... күрт ... ... пайда болатын ағыстар да зерттелді.
Сурет 9. Жұмыс бөлігі жабық аэродинамикалық құбырдың жұмыс бөлігіндегі қысым мен жылдамдық өрістері.
а) жылдамдықтың ... ... ені ... таралуы;
б) жылдамдықтың жұмыс бөлігінің қалыңдығы бойынша таралуы;
в) жұмыс бөлігінің ұзындығы бойынша максималды жылдамдық пен қысымның өзгеруі;
м /сек ... ... қима ... ... жылдамдығы.
Құбыр үшін үш фазалы ( 1400 ... ... ... ... ... келтірілетін төрт хлопастты бұрандалы осьтік желдеткіш пайдаланылды. Мотор қуаты 0,5 квт. Желдеткіш бұрандасының диаметрі 280 мм. Желдеткішке сегіз ... ... ... бар ... бекітілді. Конфузордың шығыс қимасындағы жазылғын ортаның диаметрі мм. Конфузордың кіріс қимасында желдеткіштің тура артында ... ... және ... ... ... ... ... пластиналар орналастырылды. Жылдамдық өрісін ең жақсы ... үшін ... ... ... сым ... ... ... шығыстағы ағын жылдамдығы реттелмеді және 13,6 м/сек ... ие ... ... ... ... жылдамдық профильдері суретте келтірілген.
Сурет 10. Тура әрекет ететін құбырның жұмыс ... ... ... көрініп тұрғандай, ағынның орталық бөлігінде дегенмен де жылдамдық профилінде опырылу болды. Осы нұсқаулықты диаметрлері мм болатын шарлармен және ... 19 мм ... ... ... осы ... ... коэфициенттері кері ағыс аймағының өлшемдерін өлшеу жүргізілді. Өлшемдердің бір бөлігін автор кіші ... ... ... ... ... ... институтының физикалық аэродинамика зертханасында жүргізді. Осы нұсқау диаметрі 500 мм ... ... ... бар ашық ... бөлігімен тұйық түрдегі құбыр ретінде болды. Құбырдағы ағын жылдамдығы 27 м/сек жетті. Құбырдың жұмыс бөлігінің жалдымдығының өрісі айтарлықтай бір ... ... ... ... бөлігінің ұзындығы бойынша статистикалық деректер айтарлықтай өзгерді. Соңғысы, денегмен де, ағындағы жылдамдық мәнін анықтаған кезде, айтарлықтай рөл ойнамады, себебі, ... Т - ... ... ... бойынша жүргізілді.
ЛПИ аэродинамикалық құбырында келесі денелердің зертеулері ... Д = 50 мм және ... ℓ= 300 мм ... ... Д =25 мм және ℓ= 300 мм ... дөңгелек цилиндр;
3.Үлкен осі Д = 50 мм болатын ағыс бағытына препендикуляр орналасқан ... ... ... ... ... 25 мм, ℓ= 300 ... Д =45 ... Д -45 мм және 118 мм болатын дискілер;
Пластина мен цилиндрлерді айнала ағу кезінде шеткі эффектіні болдырмау үшін ... ... ағын ... ... ... ...
2.2 ДЕНЕЛЕРДІ ЖІҢІШКЕ АЙНАЛА АҒУҒА АРНАЛҒАН НҰСҚАУЛАР
Денелердің жіңішке ағуы екі нұсқауда зерттелді:
а) ... ... ... ... ... ... ... ағуын зерттеу үшін нұсқау тұғырға бекітілген өлшемдері 1000 x1200 мм болатын екі тік пластиналардан құралды. (12 сурет)
Сурет 11 . Жалпақ ... ... ... ... ... айнала ағуын зерттеу үшін нұсқау сызбасы.
1. Әйнегі бар алдыңғы қабырға, 2. -артқы қабырға, 3. ... ... 4.- ... ... дене, 5. -шүмек, 6. - шаңсорғышы, 7- ... ... ... ... ... ... монометр,8.- координаттаушы, 9.- микромонометр.
Артқы қабырғаның ішкі беткі қабаты біртегіс қайың тақтайшасынан жасалды және ... ... ... ... қабарға қоршауға қойылған әйнектен жасалынды, және жеңіл алынатын болды. Қабырғалар ... ара ... тура 100 мм ... ... ... ... 14- ... қысумен біріктірілген типтес шаңсорғыш орналасты. Жіңішке ағын ... тура ... ... ... және ені 6 мм және ... 100 мм ... тар қуыс түріндегі шығыс қимасы бар шүмектен тігінен жоғары қарай ағып ... ... ... ... ағып шығу ... ... әр түрлілігі бойынша шүмектік кең қимасында және оның шығыс бөлігінде - тәріздес монометрмен бақыланып тұрды. Ағу ... ... ... ... ... ... ... типтес автотрансформатор көмегімен жүзеге асырылды. Жіңішке ағынның максималды ағу ... 0,5 ... ... және ... өрістері зерттелген нашар айнала ағатын дене қондырғының артқы қабырғасына және ... ... ... ... ... ... ағын ... бойымен орналасқан диаметрі 10 мм болаттан жасалған өзектің соңына бекітілді. Осы өзектің көмегімен дененің ... ағын ... ... ... ... ... еді. Жіңішке ағындағы қысым мен жылдамдықты өлшеуге арналған ... ... ... үш ... ... ... ауысып отырды. Координаталардың нақтылығын анықтау барлық үш бағыт бойынша да ... және 400 мм ге тең. ... ... тік ... ... ... ағын осінің архимед күшінің әсер етуінен майысуын болдырмады, себебі жіңішке ағын ... ... ... ... температурасынан анағұрлым жоғары температураға ие болды. Қордырғының тігінен орналасуы, жалпақ параллель жіңішке ағынының остері және ... ... ... ... сәйкес жылжулары өлшеудің басталу алдында тіктеуіш бойынша жақсылап тексірілді. Бірінші тәжірибелерді жүргізген кезде, нашар ... ... ... ... ағыс осінен болар болмас ығысуының өзі жіңішке ағынның тігінен дененің артынан ауытқуына ... ... ... ... ... қондырғының және ағынның тік осіне сәйкестігін жақсылап тексергенен кейін жүргізілді.
Сурет 12. Жалпақ ... ... ... ... арналған қондырғыдағы жылдамдық өрісі
а) жылдамдықты жіңішке ағынның ені бойынша, б) қалыңдығы бойынша в) ... ... ... ... ... ... ... әр түрлі қималарында ені мен қалыңдығы бойынша жылдамдық профилі, сонымен ... ... ... үшін әр түрлі мәндер үшін жіңішке ... осі ... ... ... 18 ... ... ... сызбасы бойынша есептелген Турбулентті құрылымының коэффициентінің мәні осы жіңішке ағын үшін = 0,11 тең. ... ені Д= 10, 15, 20, 25, 30, 40, 50 мм ... ... ... 20, 40, 50, 73, 275 мм ... ... ... сонымен қатар диаметрі Д= 70 мм болатын жарлытай цилиндрлермен тәжірибелер жүргізілді.
б) ... осі ... ... ... ... ... ... арналған қондырғы сызба түрінде 13- суретте, ал қондырғының жалпы түрі 14- суретте көрсетілген.
Сурет 13. ... осі ... ... ағынмен айнала ағуын зерттеуге арналған қондырғы сызбасы.
1-координаттаушы,2-пьезометрикалық түтікше,3- шүмек,
4-микромонометр, 5-шаңсорғыш, 6- денені бакітуге арналған тіреу, 7- ... ... ... 8- ... ... алғашқы жылдамдығын бақылауға арналған монометр.
Осі симметриялы жіңішке ағын массивті ... ... ... тігінен шүмектен жоғары қарайы ағып тұрды. Шүмектің ... 10 мм ... ... ... ... ... және ол қима бойынша реттік қысымды қамтамасыз етті. Үстелдің астында шүмек ... ... ... ауа ... тұрған шаңсорғышымен біріктірілді. Ағу жылдамдығы ЛАТР І типтес автотрансформатор көмегімен реттеліп отырды және шүмектен шыға берісінде 100 м/сек ... ... ... ... ... ағын ... 400 мм ... 0,5 мм дейінгі нақтылығымен екі бағытта өлшеуге мүмкіндік беретін координаттаушы орналасты. Айнала ... дене ... ... ... ... жеке тік ... ... шарнир арқылы бекітілген ұстағышқа орнатылды. Шүмектен турбулентті жіңішке ағынмен ... ... ... ... ... тік ... ... ұстағышты жылжытумен өзгеріп отырды.
Осі симметриялы жіңішке ағынның, координаттаушы мен айнала ... дене ... ... ... ... ... Өзара перпендикулярлы жалпақтықтарда жылдамдық профилін өлшеу үшін тік оске қатысты жіңішке ағын симметриялылығын тексерген кезде қосымша координаттаушы қолданылды. Көлденең ... ... ... және ... осі симметриялы жіңішке ағын бойымен өзгеруі суретте келтірілген. Г.Н.Абрамовичтің сызбасы бойынша ... ... ... ... осы жіңішке ағын үшін мына мәнге =0,07 ие болды. Осы құрылғыда диаметрі 36,6; 50, 100 мм ... ... және ... 20, 30, 40 мм ... ... ... ағынның әр түрлі бастапқы мәндерінде, толық өлшемдер жүргізілді.
Сурет14. Жылдамдықты осі симметриялы жіңішке ағынның а) ені б) ұзындығы ... ... ... 15 . ... ағыстары зерттелген шарлар мен дискілер.
2.3 Айнала ағу суретінің визуалды бақылаулары.
Тәжірибелерде сандық өлшемдерден басқа, соынмен қатар біртекті шекстеусіз ... және ... ... ... ... наша ... ... дененің айнала ағуы кезінде ағыс суретінің визуалды бақылаулары жүргізілді. Ауа ағысының визуализациясы келесідей жүргізілді. ... ... үшін ... параллель ағындарда беткі қабаттарында ұзындығы 15-20 мм ... қара ... ... ... бекітілген, бір бірінен бірдей қашықтықтарда ақ түсті ватманнан арнайы экрандар әзірленді. ... ... ... мен пластинкаларды жалпақ параллель шектеусіз ағынмен айнала ағуына зерттеген кезде аэродинамикалық құбырдың жұмыс бөлігінің артқы ... ... ... ... ағуы ... экрандағы талшықтар ағын бағытымен тартылды. Сондықтан нашар айнала ағатын денелердің артынан кері тоқтар аймағын анық көруге, сонымен қатар осы аймақтың ... ... ... еді. ... тұйық типтегі аэродинамикалық құбырында алынған пластина мен цилиндрлердің айнала ағу ... ... ... 16 ... ...
Cурет 16. Д=70 мм дөңгелек цилиндр және ені Д=50 мм, = 20 м/сек ... ... ... ағу ... ... ... ... жалпақ параллель турбулентті жіңішке ағынмен әр түрлі өлшемдегі дөңгелек цилиндр және пластинаның айнала ағу ... ... үшін ... Пластинаның айнала ағуы кезінде жұмылған және жұмылмаған ... ... ... 17 ... ... ... ... көрсеткендей, көрсетілген талшықтары бар экраннның көмегімен алынған ағыстың ... ... ... ... ... толығымен келіседі.
Сурет 17. Ені Д=40 мм болатын жалпақ параллель жіңішке ағынның пластиналарының айнала ағу суретінің фотосуреттері
а) ... және б) ... ... ... ... ... жылдамдығы 52 м/сек.
Осі симметриялы біртекті ағынмен және турбулентті жіңішке ағыспен ... ... ағуы ... ағыс суретін визуализациялау үшін бір біріне параллель ақ жіптер тартылған таға тәріздес рама түрінде ... ... ... ... қара ... ... ...
Дененің артындағы іздің осінің экранын орналастырған кезде талшықтар тартылып, ағын бағытын көрсетіп отырды. Ағынның визуалды суретін бақылау ... ... ... ... ... ... ... айнала ағуына ұқсас дискінің осі симметриялы жіңішке ағыспен айнала ағуы кезінде ағыстың екі түрі-жұмылған және ... ... бар. ... ... ... ... ағуы ... (цилиндрдегі секілді) ағыстың тек қана бір жұмылған режимі бақыланып келді.
Сурет 18. Осі симметриялы жіңішке ағыспен айнала ағуы = 90 ... ... ... ... ... Д = 100 мм болатын ағыс суретінің фотосуреті.
22 суреттен көрініп тұрғандай, шардың кез келген шүмектен ара қашықтығы 8- 10 ... тең ... ... ... ... ... ... растап отырғандай, шардың артынан кері тоқтардың аймағы айқындалмайды. (төменнен қараңыз).
2.4 Жылдамдық тегеурінінің өлшемі және статистикалық ... ... ... ... ... ... денеге тікелей жақындықта нашар айнала ағатын дененің ізіндегі жылдамдық тегеурінін ... ... ... қиындықтар кезікті. Жалпыға таныс пьезометрикалық түтікшелер, мысалы, Прандтель түтікшесі, Пито түтікшесі, сонымен қатар цилиндрлық саптама, денеге ... ... ... ... өлшеуге жарамсыз болып шықты. Бұған келесілер себеп болды. Біріншіден, ... ... ... ... қысым өрісініңадыр бұдірі бар. Соңғысы Пито бір каналды түтікшесін қолдануға мүмкіндік бермейді. ... ... де бұл ... оның ... және ... ... статистикалық қысымы бірдей болмағындықтан, қолдануға болмайды. Аталған себепке байланысты, және дененің артында жылдамдықтың күрт градиенті болғандықтан үш ... ... ... ... ... де мүмкін болмады.
Соңғысы алдыңғы критикалық нүктеге қатысты цилиндр беткі қабаты бойынша қысымның симметриялы емес таралуына (цилиндр дене жылдамдығының ... ... емес ... ағынның айнала ағуы кезінде) әкеледі. Сондықтан цилиндр ... ... ... ... ... тесік алдыңғы критикалық нүктеге сәйкес келген кезде бірдей болмай қалады. Бүйір ... ... ... ... ... тесіктің критикалық нүктеден ығысуына әкеледі. Осының нәтижесінде цилиндр саптамасы, егер де ... ... ... емес ... ие ... ... ... болар болмас ауытқуын көрсетеді. Жылдамдықты өлшеуге цилиндр саптамасының қолданылмайтынын дәлелдеу үшін (әсіресе жылдамдық ... ... ... ... ағында осі симметриялы жіңішке ағынның көлденең қимасында өлшенген, жылдамдық векторының профильдерін 19 суретте көрсетілген.
Cурет 19. Диаметрі 6 мм ... ... үш ... саптамамен өлшенген осі симметриялы жіңішке ағыстағы жылдамдық векторының профильдері. м/сек.
Әр түрлі конструкциядағы өлшеуіш пьезометрикалық саптамаларды жақсылап сыннан өткізу нәтижесінде ... мен ... ... емес ... ... ... қысым мен жылдам тегеурінді анықтаудың айтарлықтай нақты әдісі табылды. Табылған өлшеу әдістемесінде әдітте қарапайым Пито бір каналды ... ... ... ... соңы оның ... түтікше ұстағышының осінің жалғасымен сәйкес келітендей етіп майыстырылған. (сурет 20). Егер де осындай түтікшені ауа ағынына енгізетін және ... ... ... қарсы орналастырса, онда екінші соңы атмосферамен мәлімденетін, оған біріктірілген ... ... 20 а) ... ... ... ... ... - үлес салмақ және - монометр буындарындағы сұйықтық ... ... ... - ... ... - ... - ... ағыстың аусының тығыздығы, - атомосфера қысымы.
Егер енді түтікшенің ... осін ... ... және ағын ... қойса (сурет 20 б ), онда түтікше ... ... ... ... шамасындағы нүктедегі статистикалық қысымнан кіші қысым орнайды. шамасы осы нүктедегі ағын жылдамдығына байланысты болады. Екінші жағдайда мономтер мына ... ... ... ... әр ... бірінші және екінші жағдаларда
(52) ... ... ... ... түтікшені жылдамдық бойынша біркелкі ағында өткізіп, оны статистикалық қысымның біркелкі емес өрісі кезінде ауа ... ... ... үшін ... ... ... өлшеу әдісі - ... ... ... ... әдісіне ұқсас екені көрініп тұр. Сондықтан көрсетілген әдісті де - тәріздес түтікше әдісі деп атауға, ал ... ... ... ... деп ... ... ... өлшеуі әдісі кезінде сонымен бірге статистикалық қысым шамасын да көрсетуге болатыны да қиындық туғызбайды. Шынымен де, ... ... ... ... ... ... ... кейін формуладан (50) статистикалық қысым шамасын да (, мәлім және шамалары табуға болады.
Сурет 20. - ... ... ағыс ... ... сызбасы.
Сурет 21. Т - тәріздес түтікше көрсеткіштерінің а) қиғаш бұрышынан б) ағын жылдамдығына тәуелділігі.
(53)
Осындай әдіспен өлшеу жүргізген кезде түтікшенің шеткі ... ... ... ... ... айналасында айналуы кезінде бір жерде қалғанын қадағалау керек. T - тәріздес түтікшенің майысқан шетінің ұзындығы мм, оның ... ... мм. Ағын ... түтікше көрсеткішінің тәуелділігі мен градиурланатын қисықтар суретте көрсетілген. Бұл суретте ординаталар осі бойынша қатпарлы ағынның ... ... ... ... ... қиғаш бұрышы кезінде шамадан тыс статистикалық қысым болып көрінетін, кезінде оның көрсеткішіне қатысты болатын бұрышы α болған кезде микромонометр көрсеткіштері ... ... ... ... ... көрсетілген конструкцияның T - тәріздес түтікше көмегімен жылдамдықты анықтаған кезде қателік түтікшенің - тан кем ... ... ... бұрыштарында - тен аспайды. T - тәріздес түтікше көрсеткіші бойынша есептелген статистикалық қысым түтікшенің тан ... ... ... ... ... ... сәйкес келеді. Ағын қиғашын әрі қарай ұлғайту кезінде T - тәріздес түтікше кезінде жылдамдық тегеурінінің құрайтын ... ... ... ... ... ... түтікше көмегімен түтікшенің майыстырылған шетінен ұзын болатын ара ... ... ... дене ... жүргізу мүмкін болмайды. Сондықтан айтарлықтай жақын ара қашықтықтарда өлшемдер үшін ... ... 1,5 мм ... ... ... ... әзірленді. Соңғысының саңылаусыз бітеліп күйдірілген шетінен 8 мм ара қашықтықта диаметрі 0,3 мм бір бүйір тесігі бар болатын. ... ... ... ... тесіктің ортасы арқылы өтетін ұстағыш осінің жалғасымен ... ... ... ... ... ... айналдырған кезде қабылдағыш тесік ортасы орнында қалды. Цилиндр саптама көмегімен өлшеу жүргізулер сонымен қатар көрсетілген Т- ... ... ... де жүзеге асырылды. Цилиндр саптамаға арналған градуирлендіретін қисықтар суретте ... ... 22. Т - ... ... ... ... кезде ағын жылдамдығынан цилиндр саптамасының көрсеткіштерінің тәуелділігі.
Динамикалық тегеурінді өлшеген кезде қоршаған орта температурасы мен ... ... ... ... ... санының өзгеруімен, микромонометр қисаюының бұріші мен сұйықтық тығыздығын анықтаудағы нақтылықтың болмау және т.б. ... ... ... және жүйелі қателіктер мүмкін. Барлық осы себептерді есепке алумен жылдамдықты өлшеудегі ... ... ... ... - мм -дегі микромонометр көрсеткіші.
Дененің ізіндегі динамикалық тегеурінді өлшеген кезде соңғысына тікелей жақындықта монометрдегі сұйықтық деңгейінің біркелкі емес ... ... ... ірі ... жиіліктегі пульсациялары бақыланды. Бұл ауытқулар монометр көрсеткіштерін санап шығарған кездегі қателікті арттырды және ... ... ... ... ... ... ... мен монометр арасында қосымша резервуар қосты, немесе өлшеуіші жүйесінің инерттілігін арттырған нәзік тамшыларғыштар қосылды.
3 ДЕНЕЛЕРДІҢ БІРТЕКТІ АҒЫНМЕН ... ... ... ... дейін көрсетілгендей, шектеусіз біртекті ағында нашар айнала ағатын дененің турбулентті ізін екі салаға бөлуге болады: дененің жанындағы із және ... ... ... ... ... ... аз ... ескере отырып, сан мәндерінің саны ден -ке ... және ... ... қозғалыс кезінде дәл осы саланың егжей тегжейлі зерттеуін жүргіздік. Эксперимент жүргізу мақсаты әр түрлі қалыптағы нашар айнала ағатын ... ... ... ... ... ағысының заңдылықтарын орнату. Барлық тәжірибелерде қима бойынша ... ... ... және денеден әр түрлі қашықтықтарда іздің осі бойынша таралуы зерттелді: кері тоқтардың аймағының шекарасының орналасқан жері анықталды . Тәжірибелерді өңдеген ... ... ... үшін ... ... ... ... ағын аймағында ауа шығынын графикалық интергациялаумен анықталатын тоқтың нөлдік сызықтары ... ... ... үшін сонымен бірге тәжірибе мәліметтері бойынша дененің ізіндегі статистикалық қысымның өрісі құрылды. ... ... ... 10 ... ... қашықтыққа дейін дененің ізіндегі өлшемдермен шектеліп отырды. Тәжірибелер нәтижелері, ережеге сай, ... ... ... ... және ... ағыстың аймағының өлшемдері үшін дененің өзіне тән өлшемі масштаб ретінде алынды, мысалы, пластина ені немесе цилиндр диаметрі.
Масштабты іздің кез ... ... ... үшін шама ретінде қатпарлы салмақты ағыс жылдамдығы, ал шамадан тыс қысым үшін қатпарлы ... ... ... ... ... ... денелер ретінде жиектері өткір денелер ретінде пластина мен ... бір ... ... бар денелер ретінде дөңгелек шар мен цилиндр жалпақ параллель және осі симметриялы ағындарға сәйкес таңдалып алынды.
3.2 ОСІ ... ІЗ ... ... 45 мм және 118 мм ... ... артындағы іздің әр түрлі қималарындағы жылдамдықтың таралуы, тоқтың U = 0 нөлдік сызығындағы тәжірибелік мәліметтер негізінде есептелген және ѱ = 0 ... ... ... ... жері 23 ... ... ал ... бірінші мәліметтері № 1 және № 2 кестелерде және қосымшаларда келтірілген. Суреттен көрініп тұрғандай, өлшемсіз жылдамдықтардың ... ... ... ек ... де сызықтары толық сәйкес келіп тұр. Кері ағыстардың аймағының соңындағы кейбір айырмашылықты жоғарыда көрсетілгендей, қатпарлы ағынның шеткі ... әсер ... ... болады.Айнала ағудың декоративті режиміне сәйкес келетін Д= 50 мм болатын шардың ізіндегі жылдамдықтың таралуы көрсетілген. ... 23. = 22 ... ... Д = 45 мм және 118 мм ... ... ағын мен ... ... ағуы
Сурет 24 . = 22 м/сек және Д = 45 мм болатын шардың айнала ... ... ... ТАЛҚЫЛАУ
Нашар айнала ағатын дененің өлшемдерінің келтірілген нәтижерелінен көрініп тұрғандай, барлық жағдайларда қозғалыс 4 сурете суретте бейнеленген сызбаға ... ... ... ... ... дененің артында тоқтың нөлдік сызықтарымен шектелген сұйықтықтың тұйық айналымдық ағысының аймағы ... ... ... ... ... ... ... яғни, іздің осінде тоқтың нөлдік сызықтарымен жұмылатын кері ағыс аймағының шекарасы орналасады. Бұрын дамытылған ағыстың сапалы ... ... ... ағыс ... ... ... жіңішке ағыстары турбулентті үйкеліс пен қысымның таралуы әсерінен қатпарлы ағын бағытында қозғалады, ал ішкілері кері қайтады.
Тәжірибелер нәтижелері ... ... ... ... ... ... қатар денеге тура жақындықта да іс жүзінде ... ... ... 23, 25 , 28 ) ... Бұл айналымдық ағыс аймағының салыстырмалы өлшемдері және жылдамдықтың салыстырмалы профильдері қатпарлы ағын жылдамдығына және дененің абсолютті өлшемдеріне сәйкес келмейтінін ... ... ... ... денелер айнала ағысы кезінде екі белгі бойынша нәтижелерді салыстыру қызығушылық танытады: жиектері өткір және бір ... ... бар ... осі ... және жалпақ параллель ағыс. Жалпы салыстыра қою кері ағыс ... ... ... және әр ... ... ізінің осі бойынша жылдамдықтың өзгеруі келтірілген 25 суретте берілген. Кері тоқтар аймақтарының ... ... әр ... ... үшін 8 кестеде келтірілген.
а)
б)
а) кері тоқтар аймағының шекаралары; б) із осі бойынша жылдамдық өзгеруі.
Сурет 25. Әр түрлі формадағы денелердің ... ағу ... ... ... қою: ... ... ... ағатын дененің формасы
Денесінің кедергі коэфициенті
Дененің көлденең ... ... (мм)
Re ... ... ... ағыс ... ... ұзындығы
1
Пластина
2,0
19;25;30
2.10 4 - 10.10 4
2,0-2,2
2
Эллипстік цилиндр (а мм, в мм)
1,4
50
7,2. 10 4 ... ... 10 4 - 10. 10 4 ... ... ... ... 10 4 - 18,5. 10 4 ... 2,5
5
Шар
0,45
45
3.10 4 -7. 10 4
1,2-1,3
Нәтижелердің салыстыруынан кері тоқтардың ені денелердің осі симметриялы айнала ағуы кезінде ... ... ағыс ... ... ... үлкендеу екені көрініп тұр (пластинаға қарағанда дискіде ендірек, ал шарда цилиндрге қарағанда ендірек). Екінші ... ... ... ... (дискі, пластина) бір қалыпты қоршауы бар сәйкес денелерге қарағанда ені үлкенірек (шар, цилиндр).
Эллиптикалық ... ... ағу ... (Д:в= 2:1 ) өзі солай болуы тиіс болғандай, дөңгелек цилиндрдің айнала ағу суретіне айтарлықтай жақын болды. ... ... ... ... заңдылықтарына қатысты, бұл суреттен көрініп тұрғандай, денегe жақын жердегі із ... ... ... ... және кері ағыс аймағының в ортасында шамамен, теріс шамаға жетеді. ... ... ол ... ... ... ... бойымен салыстырмалы түрде жылдам ұлғаяды және денеден калибр ара ... ... ағын ... ... ... ... ...
Мұндай жылдам түзетілу нәтижесінде іздегі сұйықтық жылдамдығы жедел түелетін ... ... ... турбулентті ауысуының болумен түсіндіріледі. Денеден шамамен калибр ара ... із ... ... мәні салмақты ағын жалдамдығынан орташа есеппен айырмашылықта болады.
Дененің ізіндегі соңғысына ... ... ... ... ... ... тегіс емес. Дененің артындағы максималды сирету шамасы салмақты ағынның динамикалық тегеурінінен пайызға дейін ... ... ... дененің артындағы осындай сиретудің болуы сонымен бірге кері тоқтар аймағының өлшемдеріне айтарлықтай әсер ... ... және ... ... аэродинамикасы үшін және кен желдеткіштері міндеттері үшін шектеулі ... ағып ... ... ... ... ағыстардың таралу заңдылықтары аса ... ... ие ... Осыған байланысты айнала ағу үшін ағын ... және ... ... ... бір жеке ... яғни, каналдың кенет кеңеюі үшін жақындығын көрсетемі ... 26. ... ... ... кезіндегі ағын. = 33 м\сек
26-cуретте каналдың кенеттен кеңеюі кезінде алынған жылдамдықтың тіжірибелік профильдері, және ... тән ... ... кері тоқтар аймағы шекаралары және айналымдық аймақ - ... ... Осы 24 ... ... ... ... ... көрсетілген суретпен салыстыру жоғарғы жартылай жалпақтық/, сапалы және осы ағыстардың жақындатылған сандық жақытндығын растайды. Жекелей алсақ, сәйкес шамалармен өрнектелген ... тән ... ... іс ... ... ... - пластинанының айнала ағуы үшін және кенеттен кеңею үшін. Біздің нәтижелерге ұқсастар В.А.Фидман және ... ... ...
26 суреттен көрініп тұрғандай, каналдың кенттен кеңеюі кезінде төменгі бұрышта сондай ақ негізгі айналымдық ағынға қатысты айналудың қарама ... ... ие ... ... ағын пайда болады. Кенеттен кеңею каналындағы қозғалыстар ... ... ... қабырғаға жіңішке ағыстың және тұйық айналымдық аймақтың жасалуы канал ұзындығының мәндерінен басталып жүзеге асады, бұл шамамен, ... кері ... ... ... сәйкес келеді. Мәнінде және каналдан ашық шығыста жіңішке ағыс каналдың көлденең қимасын толық жаппай, ... ағып ... ... ... ... ... ... сұйықтық массасы сыртқы ортадан сорылып тұрды. Осыған сипаты бойынша жақын құбылыс Т.П.Леонтьев муфельді жылытқышының аэродинамикасын ... ... ... ағыстағы жылдамдығы = 20 м/сек болған кездегі Д= 30 мм пластина ізіндегі жылдамдықтың таралуы. ... ... 30 ... 60 ... ... м/сек
U/U0
h/мм
U м/сек
U/U0
h/мм
U м/сек
U/U0
h/мм
U м/сек
U/U0
h/мм
U м/сек
U/U0
0
0,0
-
-
-
-30
-13,5
-0,67
0
0
0
22
11,6
0,58
30
13,5
0,66
5
0,17
-
-
-
-21
-11,2
-0,56
2
3,5
0,17
24
12,0
0,60
30
13,5
0,66
10
0,33
-
-
-
-12
-8,8
-0,44
15
9,6
0,48
28
13,0
0,65
34
14,2
0,71
15
0,50
63
19,3
0,96
11
8,2
0,41
28
12,7
0,63
34
14,3
0,72
40
15,5
0,77
20
0,67
102
24,8
1,24
40
15,5
0,78
44
16,2
0,81
43
16,0
0,80
48
17,0
0,85
25
0,83
96
24,0
1,20
76
21,2
1,06
58
18,5
0,92
50
17,2
0,86
56
18,2
0,91
30
1,00
88
23,0
1,15
111
25,9
1,30
72
20,6
1,03
60
18,8
0,94
62
19,2
0,96
35
1,17
83
22,0
1,10
103
25,0
1,25
82
22,0
1,10
67
20,0
1,00
66
19,8
0,99
40
1,33
79
21,6
1,08
94
23,6
1,18
81
22,0
1,10
70
20,4
1,02
68
20,2
1,01
45
1,50
74
21,0
1,05
88
22,9
1,14
81
22,0
1,10
71
20,5
1,02
70
20,4
0,02
50
1,67
72
20,6
1,03
84
22,3
1,12
78
21,5
1,07
71
20,5
1,02
70
20,4
1,02
60
1,83
68
20,1
1,00
77
21,4
1,07
74
21,0
1,05
71
20,5
1,02
70
20,4
1,02
Біртекті ағындағы жылдамдық Д = 30 мм кезіндегі ... ... ... ... U ... м/сек
U/ U 0
h/мм
U м/сек
U/ U 0
h/мм
U м/сек
U/ U ... ... U 0=28 ... бол ған кездегі цилиндр ізіндегі жылдамдық пен қысымның таралуы
Кесте 3
Х=0 (U 0=28,0)
Х=30 мм (U 0=28,3)
Y,
Мм
УD
h1, ... 2 мм ...
PU 2 0 / ... ... U ... 2 мм
P-P0
Мм
P-P0/
PU 2 0 / 2
0
0
-20
-11
-0,39
-17
5
0,11
-15
-9,6
-0,33
-13
10
0,21
-10
-8,0
-0,28
-9
15
0,32
-1
-2,5
-0,09
-1
20
0,43
27
12,6
0,44
+23
25
0,53
82
-100
182
32,8
1,17
154
-72
-0,64
118
26,7
0,94
103
30
0,64
103
-154
257
38,3
1,37
213
-110
-0,98
78
-135
213
35,6
1,23
182
-104
-0,81
35
0,74
103
-122
225
36,5
1,31
193
-90
-0,80
104
-115
219
36,1
1,28
188
-84
-0,66
40
0,85
103
-101
204
34,8
1,24
174
-71
-0,63
105
-98
203
34,8
1,23
174
-69
-0,54
45
0,96
103
-82
185
33,1
1,18
157
-54
-0,48
104
-87
191
33,6
1,19
162
-58
-0,45
50
1,06
103
-72
175
32,7
1,17
153
-50
-0,44
104
-78
182
31,8
1,12
146
-42
-0,33
60
1,28
103
-58
161
30,7
1,10
136
-33
-0,29
103
-66
169
31,6
1,12
143
-40
-0,31
70
1,49
103
-47
150
30,0
1,07
130
-27
-0,24
103
-57
160
30,9
1,09
137
-34
-0,27
80
1,70
103
-40
143
29,3
1,05
124
-21
-0,186
103
-50
153
30,2
1,07
131
-28
-0,22
100
2,13
103
-32
135
28,6
1,02
117
-14
-0,124
103
-43
146
29,5
1,04
125
-22
-0,17
120
2,55
103
-27
130
28,0
1,00
113
-10
-0,09
103
-38
141
29,1
1,03
123
-20
-0,16
140
2,98
103
-23
126
27,6
0,98
110
-7
-0,006
103
-37
140
29,0
1,02
120
-17
-0,13
ҚОРЫТЫНДЫ
Эксперименттік қондырғыда денелердің осі симметриялы жіңішке ағынмен айнала ағуын ... ... ... ... ... орындау кезінде менің негізгі міндетім, яғни менен кейін жылу физика кафедрасы студенттері берілген құрылғыда жылу физикасы бойынша ... ... ... ... алуы ... эксперименттік зерттеу нәтижесінде, эксперименттен алынған денелердің осі симметриялы жіңішке ағынмен айнала ағуын зерттеуге ... ... ... теориялық және эксперименттік мәліметтерге сәйкес келетіндігін көрсету. ... ... ... Г.Н. - Турбулентные свободные струи ... и ...
* ... Г.Н. - ... струи в потоке жидкости. В трудах соещания по прикладной газовой динамике. Изд. АН КазССР, Алма-Ата,1959.
* Абрамович Г.Н. - ... ... с ... ... ... ... института им. П.И. Баранова, №322. Оборонгиа,1958.
* Абрамович Г.Н. - О турбулентном смещении по ... двух ... - ... ... ... ( при спутном и ветрочном движении). В об. ( под ред. ... №19. ... ... ... В.Н. - ... осесимметричная струя несжимаемой жидкости, вытекающая в спутный однородный поток той же жидкости. Труды Ленинградского политехнического института ( Энергомашино- строение). ... ... В.Н - ... ... ... Углетехиадат. 1951.
* Батурин В.В и Шепелев И.А - Воздушные завесы. >. 1936, №5, ... ... - > ( под ... Л.А. ... ... АН ... Алма - Ата, ... Франк - Камененский Д.А и Минский Е.М - ... ... ... и ... в ... за ... обтекаемыми телами. Труды ПИН - 16,1946.
* Вулис Л.А. - О турбулентном ... за ... ... ... ... государственного университета им. С.М. Кирова. (Серии физико - ... Т.23, ... Алма - Ата (в ... ... Л.А. и ... С.И. - ... движение несжимаемой жидкости в следе за плохо ... ... В кн. . Изд. АН ... Алма - Ата, 1957.
* Вулис Л.А и ... Т.П. - О ... и ... ... ... АН ... ... Энергетическая, №9,1955.
* Глинков М.А. - О перемешивании газовых потоков и ... ... в ... печи. Труды Уральского индустриального института. Сборник ХХ, 1942.
* Вулис Л.А , Леонтьева Т.П. и Кашкаров В.П. - ... ... ... струйных течений. В кн. . Изд. АН КазССР, Алма - Ата, 1957.
* ... ... ... ... ... - под ред. ... ... Абрамович Г.Н. и Дитякина ЦИАМ им. П.И. ... ... ... ... Г и ... А. - ... и ... пламени в газовом потоке больной скорости. В кн. (сборник ... т. 1, ... ... ... ... Глики Л.В - Экспериментальное исследование движения вихрей вблизи плохо обтекаемых тел. ... ... ... ... ... ... стр.25-31.
* . Т.т. 1 и 2. Под ред. Гольдотейна С. Издат.иностр. литературы. Москва , ... ... С.И. - ... ... турбулентного движения жидкости в следе за плохо обтекаемым телом. ... ... ... ... ... ... ... Т .30,Математика, механика и физика, Алма - Ата, ... ... С.И - О ... ... за ... обтекаемым телом. Труды совещания по прикладной газовой динамике. Изд. АН КазССР, Алма - Ата, ... ... С.И - ... ... в потоках. Труды ЛИИВТ, вып 6,1939.
* Кочин Н.Е , КибельИ.А и Розе И.В. - ... ... ... ... ... Ламб Г. - Гидродинамика. Гостехиздат, Москва, 1947.
* ... Л.Д и ... Е.М - ... ... ... ... Москва, 1954.
* Леонтьева Т.П. - Распространение осесимметричных струй спутном и встречном потоках. Труды совещания по прикладной газовой ... Изд. АН ... Алма - Ата, ... ... Т.П. - ... муфельной горелки. Известия АН КазССР, серия Энергетическая. 1955, вып.9.
* Лойцянский Л.Г. - ... ... ... ... ... ... Л.Г. - ... жидкости и газа. Гостехиздат, 1957.
* Лонгвелл Дх., Пеневи Дх., Клари В. и Уэисс М. - Устойчивость ... в ... ... ... с ... ... В кн. Сборник переводов. Ч.1, Изд.иностр.литературы. Москва. 1953.
* Лонгвелл Дх., и Уэисс М, ... - ... ... ... зоне ... обтекаемых тел.

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 40 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 1 300 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Кристалл торы57 бет
Жамбылдың тәрбие тағылымы (1846-1945)4 бет
Мұса Жәлел8 бет
Еңбек технология пәні шеберханасындағы құрал-жабдықтарды пайдалануда физикалық заңдылықтардың алатын орыны45 бет
Көрнекті тілші-ғалым филология ғылымдарының докторы профессор Мархабат Томанұлы Томановтың туғанына 80 жыл толуына орай өткізілетін «Филологияның қазіргі кезеңдегі басымдықтары: дәстүрі мен болашағы» атты Халықаралық ғылыми-теориялық конференция мақалаларының жинағы435 бет
Нарық талабына орай ауыл шаруашылығы кәсіпорындарының ұйымдық-құқықтық формаларының қалыптасуының ғылыми негіздері68 бет
С.Орайханұлының шығармашылығы63 бет
Сұйықтар мен қатты денелердің қасиеттері6 бет
Шырыш ағу феномені3 бет
Қанның ағуы7 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь