127
Suyuqlikning o‘zgaruvchan napor ostida teshik va naychadan chiqishi
Oqimchaning atmosferaga yoki suyuqlikning doimiy sathga oqib chiqishi
17.3-rasmdagi suyuqlik bilan to‘ldirilgan idishni ko‘rib chiqamiz.
quyidagi
belgilashlarni kiritamiz:
- idishning gorizontal kesimi yuzasi:
= f
1
(H)
(17.6)
bunda,
Q
– chiqayotgan sarf:
)
(
2
2
H
f
gH
Q
O
(17.7)
Qp
– idishga kirayotgan oqim sarfi vaqt davomida o‘zgaradi deb qabul qilamiz.
Qp = f (t)
(17.8)
bunda,
QP = const
bo‘lgan xususiy hol bilan tanishamiz.
Agar Qp
Q
bo‘lsa, idish to‘la boshlaydi va suyuqlik sathi toki Qp
= Q
shart
bajarilgunga qadar ko‘tariladi. Aks holda,
Qp
Q
bo‘lsa,
sath tushib,
Qp = Q
holat
bo‘lguncha pasayadi.
17.3-rasm. Suyuqlikning o‘zgaruvchan napor ostida oqib chiqishi
Biz,
Qp
Q
holatni ko‘rib, shunday
t
vaqtni tanlaymizki, bu vaqt oralig‘ida
suyuqlik
sathi
1-1
kesim vaziyatidan
2-2
kesim vaziyatigacha tushadi. Bu masalani hal
qilishda quyidagicha fikr yuritamiz.
qisqa oniy
dt
vaqtda idishdan quyidagi hajmdagi
suyuqlik oqib chiqadi:
dt
gH
Qdt
2
0
(17.9)
Xuddi shu
dt
vaqtda idishga quyidagi hajmda suyuqlik tushadi:
Qp dt
(17.10)
Idishdagi hajmning o‘zgarishini quyidagicha ifodalash mumkin:
dt
gH
dt
Q
dV
П
2
0
(17.11)
yoki
dH
dV
(17.12)
128
(17.9) va (17.10) ifodalarning o‘ng tomonlarini o‘zaro tenglab, quyidagi differensial
tenglamani yozamiz:
dH
dt
gH
dt
Q
П
2
0
(17.13)
bundan
dH
gH
Q
dt
П
2
0
(17.14)
(17.12) tenglamani N1 va N2 bo‘yicha integrallasak,
1
2
2
1
2
2
0
0
H
H
П
H
H
П
dH
Q
gH
dH
gH
Q
t
(17.15)
Umuman,
sonst
, ya’ni idish notsilindrik bo‘lgan umumiy holda,
t
vaqt
kattaligi oxirgi farq usulida hisoblanishi mumkin (keyinroq
bu usul haqida batafsil
to‘xtalamiz).
Qp = Q
va
= const
bo‘lgan holda (17.13) ifoda quyidagi ko‘rinishni oladi:
2
1
0
0
2
2
2
1
2
H
H
g
H
dH
g
t
Н
Н
(17.14)
Bu xususiy holda
(Qp=0
va
=const)
idishning 3-3 sathigacha bo‘shashi
quyidagicha aniqlanadi:
t
Q
H
gH
H
g
H
t
2
2
2
2
2
2
1
1
1
0
1
0
1
0
(17.15)
bunda,
Q
1
- suyuqlikning sathi N1 bo‘lgandagi sarf;
t
'
- doimo
Q
1
sarf chiqib turgandagi
holatda idishning to‘liq bo‘shashi uchun ketadigan vaqt (haqiqatda esa
Q
sarf
Q
1
da
0
gacha o‘zgaradi).
17.3-rasm. Oqimchaning doimiy sathli suyuqlikka oqib chiqishi
Oqimcha doimiy sathli suyuqlikka chiqqanda (17.3-rasm) xuddi yuqoridagidek
hisoblash ifodalari olinadi. Faqat N o‘rnida sathlar farqi
Z
kattaligi mavjud bo‘ladi.
Idishdagi doimiy napor ta’sirida suyuqlik sathining o‘zgaruvchan suyuqlik sathiga
oqib chiqishi.
Agar idishni bo‘shashini emas, balki to‘lish jarayonini ko‘rib chiqib,
yuqoridagi
kabi fikr yuritsak, quyidagi hisoblash ifodasini olamiz:
129
2
1
2
2
Z
Z
g
t
н
(17.16)
bunda,
- to‘ldirilayotgan idishning gorizontal kesim yuzasi bo‘lib,
=const
-
o‘zgarmasdir.
Z
1
va
Z
2
17.4-rasmda ko‘rsatilgan geometrik kattaliklar.
17.4-rasm. Suyuqlikning o‘zgaruvchan sathga oqib chiqishi
Bundan tashqari quyidagilarni ta’kidlash lozim deb hisoblaymiz.
Oqimcha bir idishdan ikkinchi idishga chiqayotganda har ikkalasida ham sath
o‘zgaruvchan bo‘lishi mumkin. Bunday masalalar ham yuqoridagidek hisoblanadi, lekin
hisoblash ifodalari ancha murakkab bo‘ladi.
Yuqoridagi masalalar bilan amaliyotda suv omborlarini to‘ldirish va bo‘shatishda
hamda suv yo‘llari shluzlarini boshqarishda ko‘rishimiz mumkin.
Suv omborlarida
const
bo‘lganligi uchun masala ancha murrakkablashadi.
Turli suv hajmlarini yig‘adigan va tarqatadigan gidrotexnik inshootlarda, asosan,
beqaror harakat mavjud bo‘ladi. Lekin biz, yuqoridagi hisoblash
ifodalarini keltirib
chiqarishda oddiy Bernulli tenglamasidan foydalandik. Bunday chegaralanish ko‘pgina
hollarda mumkin, chunki harakat sekin o‘zgaruvchan bo‘ladi. Lekin ayrim amaliy
hisoblarda, notekis harakatni paydo bo‘lishida asosiy rol o‘ynovchi lokal inersiya
kuchlarini hisobga olishga to‘g‘ri keladi.