Qo'pol sirtli kanal uchun namlangan perimetrni aniqlash usuli. Ochiq tasavvurlar maydoni, namlangan perimetr va suv oqimini hisoblash

Suyuqlik oqimi- bu oqim kanalini tashkil etuvchi qattiq deformatsiyalanadigan yoki deformatsiyalanmaydigan devorlar bilan chegaralangan doimiy harakatlanuvchi suyuqlikning bir qismi. Erkin sirtga ega bo'lgan oqimlar erkin oqim deb ataladi. Erkin sirtga ega bo'lmagan oqimlarga bosim oqimlari deyiladi

Suyuqlik oqimi ochiq kesma maydoni S, suyuqlik oqimi Q(G) va o'rtacha tezlik v kabi parametrlar bilan tavsiflanadi.

Jonli oqim ko'ndalang kesimi- bu suyuqlik oqimining zarracha tezligiga har bir nuqtada perpendikulyar bo'lgan qism.

Zarrachalar tezligi vektorlari suyuqlik oqimida ma'lum farqlarga ega.

Suyuqlik oqimining tirik kesimi suyuqlik oqimidagi zarrachalarning har bir nuqtadagi tezligiga perpendikulyar bo'lgan kesimdir.

Guruch. Suyuqlik oqimi tezligi vektorlari (a) va oqimning samarali kesimi (b)

Shuning uchun oqimning jonli kesimi egri tekislikdir (a-rasm, I-I qator) Gidrodinamikada tezlik vektorlari oʻrtasida bir oz tafovut boʻlganligi sababli jonli kesma oqimning oʻrta nuqtasida suyuqlik tezligiga perpendikulyar joylashgan tekislik sifatida qabul qilinadi.

Suyuqlik oqimi- oqimning jonli ko'ndalang kesimidan vaqt birligida oqib o'tadigan suyuqlik miqdori. Oqim tezligi G massa ulushlarida va Q hajm ulushlarida aniqlanishi mumkin.

O'rtacha suyuqlik tezligi- oqimning jonli kesimidagi o'rtacha zarracha tezligi.

Agar oqimning jonli kesimida, masalan, quvurda, biz zarracha tezligi vektorlarini tuzamiz va bu vektorlarning uchlarini bog'laymiz, u holda biz tezliklarning o'zgarishi grafigini olamiz (tezlik diagrammasi).

Guruch. Oqim vaqtida quvurning jonli qismida suyuqlik tezligini taqsimlash: a - turbulent; b - laminar

Agar bunday diagrammaning maydoni berilgan trubaning diametriga bo'lingan bo'lsa, olingan qiymat o'rtacha tezlik ma'lum bir qismda suyuqlik harakati:

Vcr = Se/d,
bu erda Se - mahalliy tezlik diagrammasi maydoni; d - quvur diametri

Suyuqlikning hajmiy oqimi quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Q = Se*Msr,
Bu erda Q - oqimning jonli ko'ndalang kesimi maydoni.

Suyuqlik oqimi parametrlari suyuqlik harakatining xarakterini aniqlaydi. Bundan tashqari, u barqaror va beqaror, bir xil va notekis, doimiy va kavitatsion, laminar va turbulent bo'lishi mumkin.

Agar suyuqlik oqimining parametrlari vaqt o'tishi bilan o'zgarmasa, uning harakati barqaror deb ataladi.

Uniforma - bu oqim parametrlari quvur liniyasi yoki kanal uzunligi bo'ylab o'zgarmaydigan harakat. Masalan, doimiy diametrli quvur orqali suyuqlik harakati bir xil bo'ladi.

Uzluksiz - bu quvur liniyasining butun hajmini to'ldiradigan doimiy oqimda harakatlanadigan suyuqlikning harakati.

Quvurning devorlaridan yoki oqimli ob'ektdan oqimning ajralishi kavitatsiyaning paydo bo'lishiga olib keladi.

Kavitatsiya - bu gaz, bug 'yoki ikkalasining aralashmasi bilan to'ldirilgan suyuqlikda bo'shliqlarning paydo bo'lishi.

Kavitatsiya quyida joylashgan bosimning mahalliy pasayishi natijasida yuzaga keladi kritik qiymat ma'lum bir haroratda pcr (suv uchun T = 373 K da pcr = 101,3 kPa yoki T = 323 K da pcr = 12,18 kPa va boshqalar). Bunday pufakchalar bosim kritikdan yuqori bo'lgan zonaga kirganda, suyuqlik zarralari bu bo'shliqlarga shoshiladi, bu esa bosim va haroratning keskin oshishiga olib keladi. Shuning uchun kavitatsiya gidravlik turbinalar, suyuqlik nasoslari va gidravlik qurilmalarning boshqa elementlarining ishlashiga salbiy ta'sir qiladi.

Laminar oqim- bu suyuqlikning qo'shni qatlamlari orasiga aralashmasdan tartibli harakati. Laminar oqimda tezlik va inersiya kuchlari odatda kichik, ishqalanish kuchlari esa sezilarli. Tezlik ma'lum bir chegara qiymatiga ko'tarilganda laminar rejim oqim turbulent holga keladi.

Turbulent harakat- bu suyuqlik oqimi, uning zarralari murakkab traektoriyalar bo'ylab beqaror, tasodifiy harakatni amalga oshiradi. Turbulent oqimda suyuqlikning tezligi va oqimning har bir nuqtasidagi bosimi xaotik tarzda o'zgaradi va harakatlanuvchi suyuqlikning intensiv aralashishi sodir bo'ladi.

Suyuqlik harakati rejimini aniqlash uchun laminar harakat turbulent holga kelganda oqim tezligi kritik tezlikdan katta yoki kamroq bo'lishi mumkin bo'lgan shartlar mavjud va aksincha.

Biroq, mezon yoki Reynolds raqami deb ataladigan yanada universal mezon o'rnatildi:

Re = vd/V,
bu erda Re - Reynolds soni; v - o'rtacha oqim tezligi; d - quvur liniyasi diametri; V- kinematik yopishqoqlik suyuqliklar.

Tajribalar shuni ko'rsatdiki, suyuqlik harakatining laminar rejimidan turbulentga o'tish paytida Re = 2320.

Laminar rejim turbulent bo'ladigan Reynolds soni kritik deyiladi. Shuning uchun, Re da< 2320 движение жидкости - ламинарное, а при Re >2320 - notinch. Demak, har qanday suyuqlik uchun kritik tezlik.

Oqim, ho'llangan perimetr, gidravlik radius, suyuqlikning hajm va og'irlik oqimi, o'rtacha oqim tezligi

Barcha suyuqlik oqimlari ikki turga bo'linadi:

1) bosim - erkin sirtsiz;

2) bosimsiz - erkin sirt bilan.

Barcha mavzular umumiydir gidravlik elementlar: oqim chiziqlari, ochiq kesma, oqim tezligi, tezlik. olib kelamiz qisqacha lug'at bu gidravlik atamalar.

Erkin sirt - bu suyuqlik va gaz orasidagi interfeys bo'lib, bosim odatda atmosfera bosimiga teng (7-rasm, a). Uning mavjudligi yoki yo'qligi oqim turini aniqlaydi: erkin oqim yoki bosim. Bosim oqimlari, qoida tariqasida, da kuzatiladi suv quvurlari(7-rasm, b) - to'liq kesma bilan ishlash. Bosimsiz - kanalizatsiya tizimlarida (7-rasm, s), unda quvur to'liq to'ldirilmagan, oqim erkin yuzaga ega va trubaning qiyaligi tufayli tortishish kuchi bilan harakat qiladi.

Oqim chizig'i - oqimning elementar oqimi bo'lib, uning tasavvurlar maydoni cheksiz kichikdir. Oqim oqimlar to'plamidan iborat (7d-rasm).

Jonli oqim maydoni (m2) - bu oqim chiziqlariga perpendikulyar bo'lgan oqimning kesma maydoni (7d-rasmga qarang).

Oqim darajasi q(yoki Q) suyuqlik hajmi V, vaqt birligida oqimning jonli kesimidan o'tish t :

q = V/t.

SI oqim birliklari m3/s, va boshqa tizimlarda: m3/soat, m3/kun, l/s.

O'rtacha oqim tezligi v (Xonim) - bu oqim tezligini ochiq tasavvurlar maydoniga bo'lish nisbati:

Binolarning suv ta'minoti va kanalizatsiya tarmoqlarida suv oqimining tezligi odatda 1 ga teng Xonim.

Keyingi ikki atama tortishish oqimlarini bildiradi.

Namlangan perimetr (m) - bu suyuqlik qattiq devorlar bilan aloqa qiladigan oqimning jonli qismining perimetrining bir qismidir. Misol uchun, rasmda. 7 , kattalikda - hosil bo'lgan aylana yoyi uzunligi pastki qismi oqimning jonli qismi va trubaning devorlari bilan aloqa qiladi.

Gidravlik radius R (m) - bu erkin oqimlar uchun formulalarda dizayn parametri sifatida ishlatiladigan shaklning munosabati.

1.3-mavzu: “Suyuqlikning chiqishi. Oddiy quvurlarni gidravlik hisoblash"

Yupqa devordagi kichik teshiklardan doimiy bosim ostida oqing. Nomukammal siqilish tufayli oqim. Muddati past darajadan. Doimiy bosim ostida nozullar orqali oqing. Gorizontal laganda vana ostidan chiqish.

Teshik balandligi 0,1 dan oshmasa, kichik hisoblanadi N, Qayerda
N– suyuqlikning erkin sirtining teshikning og'irlik markazidan ortiqligi (1-rasm).

Agar devor qalinligi d bo'lsa, yupqa deb hisoblanadi< (1,5…3,0) d(1-rasmga qarang). Agar bu shart bajarilsa, d ning qiymati teshikdan suyuqlik oqimining tabiatiga ta'sir qilmaydi, chunki suyuqlikning oqayotgan oqimi faqat teshikning o'tkir chetiga tegadi.

Guruch. 1. Teshikdan suyuqlikning oqishi
yupqa devorda

Suyuq zarralar inersiya kuchlarining egri chiziqli traektoriyalari bo'ylab teshik tomon harakat qilganligi sababli, teshikdan oqib chiqadigan reaktiv siqiladi. Inertial kuchlarning ta'siri tufayli jet teshikdan chiqqandan keyin siqilishda davom etadi. Reaktivning eng katta siqilishi, tajribalar ko'rsatganidek, c-c qismida taxminan (0,5...1,0) masofada kuzatiladi. d teshikning kirish chetidan (1-rasmga qarang). Ushbu bo'lim siqilgan deb ataladi. Ushbu bo'limda jetning siqilish darajasi taxmin qilinadi siqish nisbati e:

,

Bu erda w c va w mos ravishda reaktivning siqilgan jonli qismining maydoni va teshikning maydoni.

O'rtacha reaktiv tezligi V c siqilgan qismda s-s at R 0 = R at uchun tuzilgan D. Bernulli tenglamasidan olingan formula yordamida hisoblanadi I-I bo'limlar va s-s (1-rasmga qarang):

,

bu erda j - teshik tezligi koeffitsienti.

Teshikdan oqib chiqayotgan reaktiv oqimining traektoriyasi tenglamasidan foydalanish asosida j koeffitsientining boshqa ifodasi olinadi:

(3) va (4) formulalarda a - Koriolis koeffitsienti, z teshikka qarshilik koeffitsienti, x i Va y i- teshik markazidan o'lchangan reaktiv traektoriyaning ixtiyoriy nuqtasining koordinatalari.

Bosim, asosan, tezliklar ancha yuqori bo'lgan teshik yaqinida yo'qolganligi sababli, teshikdan oqib chiqayotganda, faqat mahalliy boshning yo'qolishi.

Suyuqlik oqimi Q teshik orqali teng:

.

Bu erda m - suyuqlik oqimiga gidravlik qarshilik va reaktiv siqilish ta'sirini hisobga oladigan teshik oqimi koeffitsienti. m uchun ifodani hisobga olgan holda (1.25) formula quyidagi shaklni oladi:

Teshiklar uchun e, z, j, m koeffitsientlarining qiymatlari aniqlanadi empirik tarzda. Ular teshik shakliga va Reynolds soniga bog'liq ekanligi aniqlandi. Biroq, Reynoldsning katta raqamlarida (Re ³ 10 5) ko'rsatilgan koeffitsientlar ikkala tur uchun ham, Re ga bog'liq emas. kvadrat teshiklar mukammal siqish bilan, jetlar teng: e = 0,62...0,64, z = 0,06, j = 0,97...0,98, m = 0,60...0,62.

Ko'krak - bu uzunligi 2,5 bo'lgan quvur d £ L n £5 d(2-rasm), chiqishning gidravlik xususiyatlarini (tezlik, suyuqlik oqimi, reaktiv traektoriya) o'zgartirish uchun ingichka devordagi kichik teshikka ulangan.

Guruch. 2. Divergent orqali chiqish
va birlashtiruvchi nozullar

Nozullar silindrsimon (tashqi va ichki), konussimon (bir-biriga yaqinlashuvchi va ajralib chiqadigan) va konoidal, ya'ni teshikdan oqib chiqadigan oqim shaklida tasvirlangan.

Har qanday turdagi ko'krakdan foydalanish suyuqlik iste'molining oshishiga olib keladi Q siqilgan sohada nozul ichida paydo bo'ladigan vakuum tufayli s-s bo'limlari(2-rasmga qarang) va chiqish bosimining oshishiga olib keladi.

Ko'krakdan suyuqlik oqimining o'rtacha tezligi V va iste'mol Q 1-1 bo'limlar uchun yozilgan D. Bernoulli tenglamasidan olingan formulalar bilan aniqlanadi (da bosimli tank) va ichkariga (ko'krakdan chiqishda, 2-rasm).

Bu yerga - ko'krak tezligi koeffitsienti,

z n - nozulning qarshilik koeffitsienti.

Chiqish bo'limi uchun v-v koeffitsienti jet siqish e = 1 (bu sohadagi ko'krak to'liq tasavvurlar bilan ishlaydi), shuning uchun ko'krak oqim tezligi m n = j n.

Ko'krakdan oqib chiqadigan suyuqlik oqimi formula (7) ga o'xshash shakl yordamida hisoblanadi,

Jonli bo'lim(ώ) deyiladi ko'ndalang kesim oqim, o'rtacha oqim tezligi yo'nalishi bo'yicha normal joylashgan va quyida kanal bilan, yuqorida esa suv yuzasi bilan cheklangan.

Jonli qismni va namlangan perimetrni o'rganish uchun aniqlangan bo'limlar ishlatilgan. Ushbu bo'limlarning har birida ma'lum nuqtalarda chuqurlik o'lchovlari olinadi (11-jadval).

11-jadval Jonli kesim chuqurliklarining o'lchovlari

Hizalamadagi o'lchov nuqtalari orasidagi masofa oqimning kengligiga bog'liq va 1 dan 5 m gacha kenglikda - har 0,5 m va 5 dan 10 m gacha - har 0,5-1,0 m da olinadi.

Jonli tasavvurlar maydonini aniqlash uchun grafik qog'ozda har bir qismning kesma profillari quriladi (5-rasm). Aniqlik uchun vertikal shkala (chuqurlik uchun) gorizontaldan 10 baravar katta. Profil ustidagi suv sathi va o'lchov sanasi ko'rsatilgan.

Shakl 5 Hizalamaning ko'ndalang kesimi

Tirik tasavvurlar maydoni maydonlarning yig'indisi sifatida aniqlanadi geometrik shakllar(trapetsiya va to'g'ri uchburchaklar qirg'oqdan tashqarida) formula bo'yicha:

bu erda b - o'lchash nuqtalari orasidagi doimiy masofa, m;

b n – orasidagi masofa ekstremal nuqtalar, m;

N 1, N 2….N n– o‘lchash nuqtalaridagi chuqurlik, m.

Tirik tasavvurlar maydoni yuqori c), o'rta (c) va pastki n) bo'limlar uchun hisoblanadi. O'rtacha yashash maydoni quyidagi formula bo'yicha hisoblanadi:

Namlangan perimetr(ch) – daryo tubining suv chetlari orasidagi uzunligi. Bu formuladan foydalanib, to'g'ri burchakli uchburchaklar gipotenuslarining yig'indisi sifatida hisoblanadi

+ 2 + ………

bu erda b 2 - o'lchash nuqtalari orasidagi doimiy masofa, m;

b n - ekstremal nuqtalar orasidagi masofa;

N 1, N 2, N n) - chuqurlik vertikallarni o'lchash, m.

Namlangan perimetr yuqori b, o'rta c va pastki n kesmalar bo'ylab hisoblanadi. O'rtacha namlangan perimetri av (m) formula bo'yicha hisoblanadi

Oʻrtacha = 0,25(v +2 s + n).

Gidravlik radius ( R) ga bo'lgan munosabatdir qarang. Kengligi namlangan perimetrga yaqin bo'lgan kanallar uchun, R=H o'rtacha.

Iste'mol Q Daryodagi suv (m 3 / sek) - bir soniyada kesma bo'ylab oqib o'tadigan suv miqdori

Suv oqimi va daryoning suv havzasini bilish F, drenaj modulini hisoblang M(yoki q, 1 km 2 dan l/sek).

Suv o'lchash postlari

Daryodagi suv sathining (WL) balandligini (H) kuzatish suv o'lchash stantsiyasida amalga oshiriladi. Bular: qoziq, raf, avtomatik va boshqa suv ustunlari. Ular bo'yicha kuzatishlar odatda kuniga ikki marta - 8 va 20 soatlarda amalga oshiriladi.

Qoziq suv oʻlchash stansiyasi bir-biridan maʼlum masofada daryolar tubiga yoki qirgʻogʻiga va yoʻnalish boʻylab surilgan qoziqlardan iborat (6-rasm). Eng tepasida 1-raqam bor va hatto eng yuqori suv toshqini paytida ham suv bosmaydi. Uning orqasida, daryoga yaqinroq, 2-sonli qoziq va hokazo. Oxirgi, pastki qoziq daryoning tubiga quyiladi, uning boshi doimo suv ostida bo'ladi. Tuproq yuzasidan qoziqlarning boshlari 10-15 sm dan oshmaydi, qoziqlar orasidagi masofa o'lchanadi va qoziqlar tekislanadi (ular orasidagi ortiqcha 40-50 sm dan oshmaydi).

6-rasm Qoziqli suvni o'lchash stantsiyasi

Suv sathining balandligi ko'chma suv o'lchagich yordamida o'lchanadi, u qoziq boshiga o'rnatiladi.

Raf va pinion suv o'lchash stantsiyasi bir yoki bir nechta suv o'lchash lamellaridan iborat bo'lib, strukturaning devoriga yoki maxsus qoziqlarga mahkam yopishtirilgan.

Avtomatik suv o'lchash stantsiyasi Tartibga solinadigan daryolar va suv sathining keskin tebranishlari bo'lgan daryolarda odatdagi suv o'lchash postlariga qo'shimcha ravishda suv sathini doimiy ravishda qayd etuvchi magnitafonlar o'rnatiladi. Valday magnitafonlarini o'rnatish ko'pincha daryo qirg'og'ida temir-beton yoki temir-beton ustidagi kichik kabinada amalga oshiriladi. yog'och quduq, daryoga etkazib berish trubkasi bilan bog'langan. Quduqdagi suv sathi daryodagidek tiklanadi (7-rasm).

7-rasm Shore tipidagi magnitafonni o'rnatish

Sirt yoki chegara xususiyatlarini, masalan, namlanish qobiliyatini tekshirish; diffuziya effektlarini o'rganish; materiallarni sirt, chegara va diffuziya effektlarini aniqlash orqali tahlil qilish; atom diapazonidagi sirt tuzilmalarini o'rganish yoki tahlil qilish

Ixtiroga tegishli qishloq xo'jaligi, xususan, oqim hosil qiluvchi sirtda yuzaga keladigan erigan va yomg'ir suvi oqimini o'rganish usullari. Ixtironing texnik natijasi usulni soddalashtirish va qo'pol to'shak uchun namlangan perimetrni aniqlashning aniqligini oshirishdan iborat. Ixtironing mohiyati: suv oqimining qo'pol sirt bilan o'zaro ta'siri jarayoni o'rganilayotgan qo'pol sirt bilan yasalgan eğimli patnisning ishchi qismini, aniq namunani gidravlika bilan almashtirish orqali taqlid qilinadi. silliq sirt, gidravlik silliq sirt uchun oqim balandligining suv oqimi tezligiga bog'liqligini toping. Gidravlik jihatdan silliq sirtga ega bo'lgan aniq tayyorlangan namuna o'rganilayotgan qo'pol sirt bilan tayyorlangan ishchi qism bilan almashtiriladi va oqim balandligining qo'pol sirt uchun suv oqimi tezligiga grafik bog'liqligi topiladi. Namlangan perimetr koeffitsienti qo'pol va gidravlik jihatdan silliq kanal sirtlari uchun mos ravishda laminar va o'tish davri suv oqimi rejimlari orasidagi chegaradagi kritik Reynolds soniga mos keladigan kritik suv oqimi tezligi nisbati bilan aniqlanadi. Qo'pol sirt uchun namlangan perimetrning qiymati namlangan perimetr koeffitsienti va gidravlik silliq sirt uchun namlangan perimetrning mahsuloti sifatida aniqlanadi. 1 stol, 3 kasal.

RF patenti uchun chizmalar 2292034

Ixtiro qishloq xo'jaligiga, xususan, oqim hosil qiluvchi sirtda (qiyaliklarda, jar tarmog'ida, vaqtinchalik kanallarda va boshqalarda) paydo bo'ladigan erigan va yomg'ir suvi oqimini o'rganish usullari va qurilmalariga tegishli bo'lib, ulardan foydalanish mumkin. dala gidrologiyasi, gidrotexnika, irrigatsiya va drenaj, sanoat, fuqarolik va yo'l qurilishida.

Prizmatik kanallar uchun oqimning jonli kesimining elementi sifatida namlangan perimetrni aniqlashning ma'lum usuli mavjud. Misol uchun, dumaloq oqim qismi namlangan perimetrga ega, uzunligiga teng doira

bu erda R - dumaloq jonli qismning radiusi.

Muntazam to'rtburchaklar kanallar uchun namlangan perimetr suyuqlik oqimining kengligi va ikki baravar balandligi yig'indisi bilan aniqlanadi.

bu erda B - kanalning kengligi, h - harakatlanuvchi suyuqlik oqimining balandligi.

Kamchilik ma'lum usul shundan iboratki, barcha berilgan uchastkalar uchun namlangan perimetrni aniqlashning aniqligi kanalning gidravlik silliqligiga bog'liq. Qo'pol yuzalar uchun ho'llangan perimetr silliq bo'lganlarga qaraganda sezilarli darajada kattaroqdir. O'tkazishda gidravlik hisoblar bu fakt hisobga olinmaydi yoki qo'pol daryo o'zanining namlangan perimetrining taxminiy ta'rifi qo'llaniladi.

Shuningdek, prof. A.A.Sabaneev, haqiqiy namlangan perimetrni singan chiziq bilan almashtirishga asoslangan. Bu erda singan chiziqning har bir segmenti uchun uning ufqqa moyillik burchagi o'rnatiladi.

bu erda h i - singan chiziq segmentlarining balandligi; b i - har bir segmentning gorizontal proyeksiya uzunligi,

I ning qiymatlarini jamlab, namlangan perimetr uchun quyidagi shaklda ifodani olamiz:

Biroq, haqiqiy namlangan perimetrni singan chiziq bilan almashtirib bo'lmaydi, chunki qo'pol sirt kichik zarralardan iborat. turli shakl konturlar (doira, ellips va murakkabroq shakldagi boshqa raqamlar).

Ixtironing maqsadi - usulni soddalashtirish va qo'pol to'shak uchun namlangan perimetrni aniqlashning aniqligini oshirish.

Ushbu maqsadga qo'pol sirtli kanal uchun namlangan perimetrni aniqlash usulida, shu jumladan suv oqimining qo'pol sirt bilan o'zaro ta'siri jarayonini modellashtirishda erishiladi, buning uchun eğimli patnisning ishchi qismi ishlatiladi. , gidravlik jihatdan silliq sirtga ega bo'lgan aniq namuna shaklida tayyorlangan, doimiy bosim, suv oqimi tezligini ta'minlaydigan tizim yordamida o'rnatiladi va tovoqning kirish va chiqish qismlarida oqim balandligini o'lchaydi, grafik bog'liqlikni toping. gidravlik silliq sirt uchun suv oqimi tezligi bo'yicha oqim balandligi, aniq tayyorlangan namunani gidravlik tekis sirt bilan sinovdan o'tgan qo'pol sirt bilan tayyorlangan ishchi qismi bilan almashtiring, suv oqim tezligini o'rnating va kirish va chiqishdagi oqim balandligini o'lchang. laganning qismlari, oqim balandligining qo'pol sirt uchun suv oqimiga grafik bog'liqligini toping va grafik bog'liqliklardan laminar chegaradagi kritik Reynolds soniga mos keladigan qo'pol va gidravlik silliq sirt uchun kritik suv oqimini aniqlang. va oqim balandligining keskin oshishi bilan egri chiziqlar bo'yicha ifodalangan o'tish davri suv oqimi rejimlari, mos ravishda laminar va o'tish davri suv oqimi rejimlari orasidagi chegaradagi kritik Reynolds soniga mos keladigan kritik suv oqimi tezligi nisbati sifatida namlangan perimetr koeffitsienti k ni aniqlang. , qo'pol va gidravlik jihatdan silliq yuzalar uchun:

h - tovoqning chiqish qismidagi suv oqimining balandligi, m,

va ho'llangan perimetr koeffitsienti va gidravlik silliq sirt uchun namlangan perimetrning mahsuloti sifatida qo'pol sirt uchun namlangan perimetrning qiymatini aniqlang:

bu erda W - qo'pol sirtning namlangan perimetri, m;

G - gidravlik silliq sirtning namlangan perimetri, m.

1-rasmda tavsiya etilgan usulni amalga oshirish uchun qurilma ko'rsatilgan; 2-rasmda - A-A bo'limi 1-rasmda.

Qurilma 2-gachasi tayanchga mahkamlangan qiya laganda 1 dan iborat (1-rasm), bu erda laganda uchta alohida bo'lakdan iborat. komponentlar, kirish va chiqish 3 dan iborat bo'lib, gidravlik silliq sirt (masalan, oyna oynasi) va sinov qo'pol yuzasi bilan ishlaydigan 4, kirish va chiqish qismlari o'rtasida aniq o'rnatilgan mikrometr vintlari 5 yordamida o'rnatiladi. taglik 2, 6 mikrometrli o'lchov ignalari 7 yon devorlarda uning bo'ylama o'qi bo'ylab tovoqning kirish va chiqish qismlarida o'rnatilgan (2-rasm), burchaklar 8 butun uzunlik bo'ylab poydevorning yon tomonlariga joylashtirilgan, tekislikni ta'minlaydi. 1-laganda, doimiy bosimli elektr ta'minoti tizimi 9, damper 10 va Hoffman qisqichi 11.

Usul quyidagi tarzda amalga oshiriladi. Tajribalarni boshlashdan oldin ishchi qism 4 o'rniga 1-laganda gidravlik jihatdan silliq sirtga ega, masalan, bo'g'in chiziqlari bo'ylab (ko'rsatilmagan) suv o'tkazmaydigan oyna oynasi bilan aniq tayyorlangan namuna o'rnatiladi. Keyinchalik, doimiy bosimli ta'minot tizimidan foydalanib, oldindan hisoblangan suv oqimi Q V o'rnatiladi

bu erda Re KR 1000 muhim Reynolds raqamidir tortishish oqimi; B - tovoqlar kengligi, m; - suvning kinematik viskozitesi, m 2 / s.

Hoffman qisqichi 11 ochiladi va o'lchov ignasi 7 bilan mikrometrlar 6 yordamida 1-laganning kirish h in1 va chiqish h qismlarida suv oqimining balandligi o'lchanadi yuqoridagi usulga. Oqim tezligini belgilash orqali 1-laganning kirish h in1 va chiqish h qismlarida suv oqimining balandligi aniqlanadi, Olingan natijalar kuzatish jurnalida qayd etiladi, bu erda oqim balandligining bog'liqligi grafigi ko'rsatiladi. suv oqimi h = f (Q) chizilgan.

Keyin evaziga oyna oynasi sinovdan o'tkaziladigan qo'pol sirtga ega bo'lgan ishchi qism 4 1-laganda o'rnatiladi. Ishchi qism 4 va 1-laganda orasidagi bo'g'inlar suv o'tkazmaydigan qilib qo'yilgan. Hoffman qisqichi 11 ochiladi va o'lchash ignasi 7 bilan mikrometrlar 6 yordamida laganda h in kirish qismidagi suv oqimining balandligi o'lchanadi (tadqiqotlar natijasida ma'lum bo'ldiki, xuddi shu berilgan xarajatlar h in1 oqimining balandligi h in1, shuning uchun h in o'lchanmaydi) va 1-laganda ning chiqish h qismidagi suv oqimining balandligi.

Olingan natijalar kuzatish jurnalida qayd etiladi, bu erda oqim balandligining suv oqimiga bog'liqligi h=f(Q) grafigi chiziladi. Grafik kritik suv oqimi tezligini va laminar va o'tish davri suv oqimi rejimlari orasidagi chegarada kritik Reynolds soniga mos keladigan, h=f(Q) egri chiziqlarida oqim balandligining keskin o'sishi bilan ifodalangan, qo'pol suv oqimi uchun mos ravishda aniqlanadi. va gidravlik jihatdan silliq yuzalar.

Gidravlik jihatdan silliq sirt uchun erkin oqimlar uchun kritik Reynolds sonini ifodalaylik

va o'rganilgan qo'pol sirt uchun

Laminar va o'tish rejimlari orasidagi chegarada Reynolds soni silliq va qo'pol kanal sirtlari uchun deyarli bir xil. Ikkinchisi ko'plab tadqiqotlar bilan tasdiqlangan. Shunday qilib, Chugaevning so'zlariga ko'ra, R.R. Reynolds soni Re qo'pol sirtga bog'liq emas va Reynolds soni Re qiymatiga oqimning kesimi sezilarli darajada ta'sir qiladi.

(1) va (2) iboralarni tenglashtirib, biz qo'pol va gidravlik silliq yuzalarning namlangan perimetrlari nisbati laminar va o'tish rejimlari chegarasidagi kritik Reynolds soniga mos keladigan kritik suv oqimi tezligi nisbatiga teng ekanligini olamiz. qo'pol va gidravlik jihatdan silliq sirtlarda suv oqimi

Kritik oqim tezligi nisbati orqali namlangan perimetr koeffitsientini aniqlaymiz

va qo'pol sirt uchun namlangan perimetrning qiymati

bu erda k - namlangan perimetr koeffitsienti; W - qo'pol sirtning namlangan perimetri, m; G - gidravlik silliq sirtning namlangan perimetri, m; - tajriba natijasida olingan grafik bog'liqlikdan aniqlangan qo'pol sirtdagi suv oqimining laminar va o'tish rejimlari orasidagi chegarada kritik Reynolds soniga mos keladigan m 3 / s da kritik suv oqimi; - eksperiment natijasida olingan grafik bog'liqlikdan aniqlangan, gidravlik silliq sirtdagi suv oqimining laminar va o'tish rejimlari orasidagi chegarada, tanqidiy Reynolds soniga mos keladigan m 3 / s da kritik suv oqimi.

3. RF Patenti No 2021647, sinf. A 01 B 13/16, 1994 yil.

TALAB

Qo'pol sirtli kanal uchun ho'llangan perimetrni aniqlash usuli, shu jumladan suv oqimining qo'pol sirt bilan o'zaro ta'siri jarayonini modellashtirish, bu aniqlik shaklida qilingan eğimli patnisning ishchi qismidan foydalanishi bilan tavsiflanadi. -gidravlik jihatdan silliq sirtga ega bo'lgan namuna, doimiy elektr ta'minoti tizimi bosimi, suv oqimi tezligi yordamida o'rnatiladi va patnisning kirish va chiqish qismlarida oqim balandligini o'lchaydi, oqim balandligining suv oqimi tezligiga grafik bog'liqligini toping. gidravlik silliq sirt, aniq tayyorlangan namunani gidravlik silliq sirt bilan sinovdan o'tgan qo'pol sirt bilan tayyorlangan ishchi qismi bilan almashtiring, suv oqimi tezligini o'rnating va patnisning kirish va chiqish qismlarida oqim balandligini o'lchang, grafik bog'liqlikni toping. qo'pol sirt uchun suv oqimidagi oqim balandligini va grafik bog'liqliklardan qo'pol sirt uchun kritik suv oqimini aniqlang.