Бырдағы ағым кезіндегі үйкеліс

Құбырдағы тұрақты D диаметрлі және L ұзындығы бойы ағатын сұйықтық ағымын қарастырамыз. Құбырдағы үйкеліс болған шақта сұйықтықтың орташа жылдамдығы и тең болу үшін, құбырдың шығу және кіру ауыздарын арасындағы Δp қысым түсуі қандай болу керек?

Демек, Δp – үйкеліс күшіне қарсы орындалатын жұмыс, сұйықтық массасы бірлігінің L ұзындығына ауысады. Егерде құбыр ағымы кез-келген суреттемесінің бәрі бірдей деп санасақ, онда үйкеліс күшіне қарсы орындалған жұмыс, ұзындықта пропорционалды және L кеңейуіменΔp өсе бастайды.Өйткені, қарсылық күшінің негізін құбыр қабырғалары орындағандықтан (жабысу шарты бойынша), оның орталығынан ағымның жоғарғы жылдамдықпен құбыр қабырғаларын алып тастайды, яғни құбыр диаметрлерінің көбеуі оның қарсылығын азайтады. Осыдан, үйкеліс күші ағым жылдамдығына байланысты өсе бастайды, сондықтан да қысым да, өсе бастайтынын анықтауға болады. Бернулли теңдеуінен, pu² көлемі өзімен бірдей Δp өлшемділікте болатындығын көруге болады. Барлық тәуелділіктерді жалғыз теңдеуге біріктіруге болады:

(2.11)

Мұндағы ζ- трубаның шексіз қарсылық коэфиценті.

Құбыр бойы ұзындығының бірлігіне ауыстыруға сипатталынған, құбыр қабырғасына жабысу шартты байланысында болатын бөлшегінің ағымын, уақыт сипатының қатынасы ретінде ζ коэффициентін дәлелдеуге болады. Турбуленттік ағым үшін бұл қатынастар, ламинарлыққа арналғанға қарағанда айтарлықтай көп. Ағым сипаттамасы бірінші кезекте Рейнольдс санымен өлшеусіз анықталынады. Осыдан құбырдың оның ішіндегі сұйықтыққа және оның ағымының жылдамдығына қарамастан, кез-келген ұзындығы және диаметрі үшін ζ Re-дан әмбебап болып табылатындығын білуге болады. Бұл оның тік сызықтығы немесе үздіксіздігіне баланысты болғандықтан оны есептеу қиын. Шындығында үздіксіздік Re ≈2000 бұзылған кезде, ағымның ламинарлық кестесі турбуленттікке ауысатындығын болжамдауға болады.

Эксперимент жүргізген кезде, ζтәуелілігі әмбебап Re-ге байланысты болуы тек ішкі жағы тегіс болатын құбырларға ғана тән екендігі белгінді.

D диаметрлі құбырға ξ кедір-бұдырлықтың биіктігі қатынасынан ағым суреттемесі байланысты болады. Осы параметрлер бойынша экспериментальды нәтижелерді топтай келе, ұсынылып отырған ξ / D кедір-бұдырлықтың әртүрлі мағынасы үшін қисық сериясын тауып аламыз.

Осылайша, құбыр ішіндегі ξ кедір-бұдырлықтың көлемін біле отырып, оның кедергі коэффицентін анықтаға болады. Кейбір ξ кедір-бұдырлықтың мағыналары 2.1. кестеде берілген, осыған байланысты құбырларды пайдалану мерзімі ұзарғансайын, олардың кедір-бұдырлықтары да үлкейе бередіндігін есте сақтау керек.

Тарау

Күннің сәулеленуі

Кіріспе

Жерге түсетін күн сәулесі ағыны тығыздығының көп бөлігі толқын ұзындығының 0,3-2,5 мкм сәйкес 1квт/м² құрайды. Бұл сәулелену қысқа толқынды деп аталады. Елді мекендерде орынға, тәулік уақытына, ауа-райына байланысты күн энергия ағыны 3-тен 30 МДж/м² дейін өзгереді. Күннің сәулеленуі 2эВ шамасында таралған фотон энергиясының максимум мәнімен және Күн бетінің 6000К температурасымен сипатталады. Дәстүрлі техникалық бастамаларға қарағанда, бұл энергия ағыны өте жоғары температураға ие. Оның жылулық энергиясы стандартты техникалық қондырғылар арқылы (мысалы, бу турбинасы) қолданылады, және ең маңыздысы, фотохимиялық және фотофизикалық қатынастар негізінде іске асырылады. Атмосфераны жермен байланыстыратын сәулелену энергиясының ағыны да 1кВт/м² құрайды, бірақ оның спектрлі диапазоны 5-25мкм, олар ұзын толқынды деп аталады және максимумы 10 мкм-ге жетеді. Қысқа толқынды және ұзын толқынды сәулеленулер спектрі бойынша бір-бірінен алыс орналдасқан және оңай ажыратылады. Бұл тараудың негізгі мақсаты- күн энергиясы сәулесін орналасқан орны және белгілі бір уақытқа байланысты энергия көзі ретінде қолдануды көрсету. Біріншіден, Жер атмосферасынан бөлек қанша күн энергиясына жүгіне алатынымызды қарастырамыз. (&4.2) Кейін күн қондырғысына қатысты энергия мөлшерінің геометриялық факторларға және географиялық кеңдігіне (&4.4, 4.5), және су буымен жұтылу сияқты фтмосфералық факторларға тәуелділіктерін қарастырамыз. Соңғы екі параграфта күн энергиясының өлшемдері және бұл энергияны бағалау үшін басқа да метеорологиялық көрсеткіштер жайлы сұрақтар қарастырылады.