Гидравликалық соққы

Жоспар

Кіріспе .................................................................................................2

1. Гидравлика ғылымы.......................................................................3

2. Гидравликалық соққы....................................................................6

3. Гидравликалық машиналар...........................................................6

4. Гидрожетектер ...............................................................................7

Қорытынды .......................................................................................9

Пайдаланылған әдебиеттер.............................................................10

Кіріспе

Гидравлика (гр. hydraulicos, hydor — су, aulos — түтік) — сүйықтықтардың қозғалысын және тепе-теңдік зандарын зерттеу мен оларды іс жүзінде пайдалану тәсілдерімен шұғылданатын ғылым саласы.

Гидравлика тұтқырлығы аз, сығылмайтын сұйықтықтарды зерттейді. Қысымы мен тығыздығы тұрақты газдарға да гидравликаның негізгі зандарын қолдануға болады. Гидравлика сұйықтықтың қозғалыс және тепе-тендік зандылықтарын анықтайтын теориялық гидравлика және ол зандарды инженерлік мақсаттарға қолданатын іс жүзінде пайдаланылатын гидравлика болып бөлінеді. Сұйықтықтың тепе-теңдік заңдылықтарын зерттейтін гидравлика саласы гидростатика және олардың қозғалыс заңдылықтарын зерттейтін саласы гидродинамика деп аталады. Гидростатика ыдыс қабырғасына, құбырға, бөгетке, көпір тіреулеріне т.б. сұйықтыққа батырылған денеге әсер ететін сұйықтық қысымын зерттеу және денелердің жүзу шарттарын қарастырумен шұғылданады. Сүйықтықтың қозғалысын зерттеуде гидравлика гидродинамиканың Д. Бернулли есімімен аталатын және үздіксіздік тендеулеріне сүйенеді.

Гидравлика ғылымы

Гидравлика — сүйықтықтардың қозғалысын және тепе-теңдік зандарын зерттеу мен оларды іс жүзінде пайдалану тәсілдерімен шұғылданатын ғылым саласы. Гидравлика тұтқырлығы аз, сығылмайтын сұйықтықтарды зерттейді. Қысымы мен тығыздығы тұрақты газдарға да гидравликаның негізгі зандарын қолдануға болады. Гидравлика сұйықтықтың қозғалыс және тепе-тендік зандылықтарын анықтайтын теориялық гидравлика және ол зандарды инженерлік мақсаттарға қолданатын іс жүзінде пайдаланылатын гидравлика болып бөлінеді. Сұйықтықтың тепе-теңдік заңдылықтарын зерттейтін гидравлика саласы гидростатика және олардың қозғалыс заңдылықтарын зерттейтін саласы гидродинамика деп аталады. Гидростатика ыдыс қабырғасына, құбырға, бөгетке, көпір тіреулеріне т.б. сұйықтыққа батырылған денеге әсер ететін сұйықтық қысымын зерттеу және денелердің жүзу шарттарын қарастырумен шұғылданады. Сүйықтықтың қозғалысын зерттеуде гидравлика гидродинамиканың Д. Бернулли есімімен аталатын және үздіксіздік тендеулеріне сүйенеді.

Герон фонтаны

Гидравлика сұйықтықтар қозғалысы кезінде туатын гидравликалық кедергілерді мұқият талдай отырып, сұйықтық (мұнай, газ,жанармай және т.б.) ағатын құбырлардың мөлшерін (көлденең қимасын), олардан өтетін сұйықтық шамасын анықтау мәселелерімен де айналысады. Сонымен қатар гидравлика ашық арналардағы (канал, өзен жоне т.б.) су ағысының жылдамдығын, су өтімін зерттейді.

Гидравликаның негізгі зандары гидротехника, мелиорация, жылумен және газбен жабдықтау, канализация,гидроэнергетика, су көлігі салаларында пайдаланылады. Сұйықтық пен газдарды тасымалдау және оларды әр түрлі мақсаттарға пайдалануға гидравликаның іс жүзінде маңызы зор.

Гидравлика сұйық қозғалысы және тепе-тендік заңдары туралы ғылым және осы заңдарды практикалық есептерді шешуге қолдану әдістері.

Гидравлика негізінен шектелген және қатты қабырғалармен бағытталған, сұйық ағындарын қарастырады, яғни ашық және жабық каналдардағы ағысты. Сонымен гидравлика негізінен сұйықтардың ішкі ағысын оқып үйретеді және ішкі міндетті шешеді. Сыртқы міндктті дене сыртын тұтас ағынмен шаю, аэрогидромеханикада қарастырады.

Абсолюттік қатты дене қозғалысын зерттегеннен, сұйық қозғалысын, оған қарағанда газ тәріздес денелерді зерттеу қиын және ауыр міндет болады.

Осы қиындықтарға байланысты сұйықтар механикасының дамуы әр түрлі екі бағытпен дамиды. Бірінші жол - механика заңдарына негізделген, нүктелік математикалық анализдің теориялық жолы. Ол теориялық гидромеханиканы құрады.

Екінші жол- эксперименттерді кең тарату жолдары және инженерлік практикада оларды пайдалану үшін тәжірибелік көрсеткіштермен қорлану.

Қарастырылатын сұйық көлеміне әсер ететін күштер массалық және беттік болып бөлінеді.

Массалық күштер сұйық дене массасына немесе, біркелкі сұйықтарүшін пропорционал болады.

Беттік күштер сұйық беті бойынша үздіксіз таратылған және тепе-тең таратылу кезінде осы беттің шамаына пропорционал болады.

Массалық және беттік күштерді гидромеханикада бірлік күштер ретінде қарастырады, яғни, сәйкес бірліктерге қатнасты күштер. Массалық күштер масса бірлігіне, беттік күштер-аудан бірлігіне қатнасты.

Беттік күштердің кернеулігі деп аталатын, беттік бірлік күш, барлық күштер сияқты, нормалді және жанама кернеулікке бөлінеді.

Нормальді кернеулік, яғни, қысым күші кернеулігі, гидромеханикалық қысым деп аталады және Р әрпіме белгіленеді

(1)

Егер қысым Р нолден бастап саналса, ол абсалюттік деп аталады, ал егер атмосфералық қысымнан бастап саналса, артық немесе манометрлік деп аталады. Өлшем бірлігі Па

.

(2)

Негізгі сұйықтың механикалық мінездемесі тығыздық болады

Тығыздық деп, көлембірлігінде сұйық массасын айтамыз

, кг/м3

(3)

мұндағы: М- сұйық массасы, кг;

W- көлемі, м³.

Меншікті салмағы

(4)

мұндағы: G- сұйық салмағы;

W- көлемі.

Көлемдік салмағы мен тығыздық арасындағы байланыс

.

(5)

Сонымен бірге сұйықтаң салыстырмалы салмағы қолданылады

,

(6)

- 4ºС кезіндегі судың көлемдік салмағы.

Сығылғыштық, немесе қысым әсерімен өз көлемін сұйықтың өзгерту қасиетін, көлемдік сығу коэффициенті

м2/н.

(7)

Формуладағы минустаңбасы қысымның Р оң өсіміне көлемнің сол өсімінің сәйкестігін көрсетеді.

Температуралық ұлғаю көлемдік ұлғаю коэффициенті мінезделеді, ол температура 1ºС өзгерген кезде көлемнің салыстырмалы өзгерісін көрсетеді

.

(8)

Созылуына кедергісі тамшылы сұйықтардың ішінде малкулярлық теория бойынша айтарлықтай болады.

Сұйық беттеріне беттік кернеулік күштері әсер етеді. Олар сұйық көлеміне сфералық форма беруге ұмтылады және сұйыққа қосымша қысым келтіреді.

Бірақ бұл қысым кішкентай қысымда білінеді және сфералық көлемдер үшін мына формуламен анықталады.

,

(9)

мұндағы r – сфера радиусы;

σ – сұйықтың беттік керілу коэффициенті.

Тұтқырлық деп, сұйық қабаттарының жылжуына кедергі жасау қасиетін айтамыз.

Тегеурінде сәл үдеу болған кездегі, гидравликалық жүйелерді есептегенде сұйықтың аз сығылатынын ескеру керек, себебі құбырдағы соққылы қысымның толқынды таралуы гидравликалық соққы құбылысына әкеліп соғады.

Гидравликалық соққы

Гидравликалық соққыдегеніміз сұйықтың қозғалыс жылдамдығы кенеттен өзгерген кездегі ағынды құбырөткізгіштегі қысымның кененеттен өзгеру құбылысы.

Гидравликалық соққы құбылысын Н.Е. Жуковский тәжрибелік жолымен алған және теориялық негіздеген. Ол физикалық және математикалық интерпретация сұйық және құбыр қабырғасының қаттылығын ескерген кезде ғана мүмкін.