63
hərəkətinin xesusiyyəti
İlk dəfə Bussineks müəyyən etmişdir ki, müxtəlif en kəsikli
borularda laminar hərəkət zamanı özlü maye hissəciklərinin sürətinə və
həmin en kəsikli çubuğun burulmasında onun nöqtələrindəki gərginliyi
eyni bir differensial tənliklə ifadə etmək olar. Bu haldə sərhəd şərtləri
də eyni olur, yəni borunun divarında mayenin sürəti, çubuğun
konturunda isə gərginliyin qiyməti sıfra bərabər alınır. Deməli, mayenin
boruda laminar hərəkəti ilə çubuğun burulması oxşar fiziki hadisələrdir.
Belə oxşarlığa (anologiya) hidrodinamik oxşarlıq da deyilir. Bu
oxşarlığı ödəmək məqsədilə burulma hadisəsinə aid olan ifadələrdə
sürüşmə modulu G əvəzinə
l
p 4
(burada
p ― təzyiq itkisi; ―
mayenin özlülüyü; l ― kapillyar borunun uzunluğudur) götürsək,
burulma sərtliyi (c) də mayenin sərfinə (Q) uyğun gələr.
Müxtəlif formalı kəsikləri müqayisə edərək Sen-Venan aşkar
etmişdir ki, bütün birrabitəli en kəsikli çubuqların burulması zamanı
sərtliyi təqribi olaraq aşağıdakı düsturla hesablamaq mümkündür:
0
2
4
4
J
Gf
c
,
(I.
42)
burada
f
― çubuğun (borunun) en kəsiyi sahəsi; J
0
― qütb ətalət
momentidir.
(I. 42) ifadəsində oxşarlıq şərtini nəzərə alsaq, müxtəlif en
kəsikli kapillyar borularda özlü mayenin sərfi Q ilə təzyiq itkisi
p
arasındakı asılılığı tapa bilərik, yəni:
0
2
1
16
J
pf
Q
.
(I. 43)
Bu
ifadədən görünür ki, müxtəlif en kəsikli borularda özlü
mayenin laminar axını zamanı onun sərfi təzyiqlər fərqi arasındakı
asılılıq xətti xarakter daşıyır.
(I. 43) ifadəsini praktiki əhəmiyyəti olan şəkildə də yazmaq
olar:
64
;
(I. 44)
,
4
;
;
2
0
1
1
i
l
pR
R
u
burada
,
― uyğun olaraq borunun divarlarındakı toxunan gərginlik
və sürət qradiyenti; R
i
― hidravlik radius; ― islanan səthi;
i
0
― əyalət
radiusu;
u ― orta sürət; ― forma əmsalıdır.
I. 2 cədvəlində təcrüebədə ən çox rast gələ bilən bəzi kəsiklər
üçün
-nın dəqiq və təxmini qiymətləri göstərilmişdir (burada
b
a
,
,
―həndəsi ölçülərdir).
Cədvəl I. 2
Kapillyarın en
kəsiyinin
forması
-nın qiymətləri
Nisbi xəta, %
dəqiq təxmini
Dairə
Ellips
Çat
Bərabərtərəfli
üçbucaq
Rvadrat
Düzbucaqlı
2
2
2
1
)
1
(
4
a
a
3
3
5
9
16
fa
a
a
2
1
16
―
2
2
2
1
1
4
a
a
b
3
2
2
27
4
2
16
1
2
2
2
1
3
1
a
a
1
―
―
10
9
7,5
≤7,5
65
Məsaməli
mühit
―
Qeyd etməf lazımdır ki, (I. 44) ifadəsindən özlü mayenin
məsaməli mühitdə süzülməsi üçün də istifadə etmək olar.Bu halda
hidravlik radius əvəzinə
,
k
əmsalı əvəzinə isə vahid götürmək
lazımdır. Onda (I. 44) ifadəsi Darsi qanununa, yəni
l
p
kf
Q
ifadəsinə çevrilir.
Bundan başqa (I. 44) düsturundan istifadə edərək özlü mayenin
müxtəlif en kəsikli kapillyar borularda laminar və turbulent (Prandtl
üsulu) axını üçün ümumiləşmiş hidravlik müqavimət əmsalını tapa
bilərik, yəni laminar axını halında
8/Re,
turbulent axını halında (Blazius qanuni)
4
1882
,
0
Re
,
(I. 45)
burada
/
1
uR
Re
.
Müəyyən edilmlədir ki, müxtəlif en kəsikli borularda özlü
maye üçün Reynolds ədədinin böhran qiyməti 290-a bərabərdir. (I. 45)
düsturundan Re = 290―12500
olduqda istifadə etmək olar.
Qeyd etmək lazımdır ki, özlü mayelərin kapillyar boruda
hərəkət qanunu kapillyarların ölçülərindən də asılıdır. Belə ki, kapillyar
səthindəndəki təbəqənin ölçüsü onun en kəsiyinin ölçüsü ilə müqayisə
olunduqda (yəni kiçik kapillyarlarda) özlü mayenin sərfi ilə təzyiq itkisi
arasındakı xətti asılılıq pozulur. Məsələn, su adi temperaturda, aralanma
dərəcəsi 20 mkm-dən kiçik olan çatlarda hərəkət etdikdə sərf ilə təzyiq
arasındakı xətti asılılıq pozulur.