3 Жұмыстың орындалу тәртібі

1. Құбырғының, клапанның геометриялық өлшеулерін жүргізіп, әр түрлі салмақтарды дайындау керек;

2. Салмақ чашкасына қойылған жүк салмағын анықтау арқылы блоктардың ПӘК-ін анықтау. Бұл кезде ”ЫДЫС-КЛАПАН” жүйесі сұйықсыз қозғалысқа ауысады да блоктар ПӘК-і мынаған тең болады:

, (9)

мұндағы клапан массасы ;

ыдыс массасы .

3. Сұйық қойманы мардымды деңгейге дейін толтыру; , және .

4. Сұйықтың дөңгелек клапан үстіндегі биіктігін өлшеу;

5. Әр түрлі салмақтармен чашканы жүктеп және коапанның ашылу моментінде олардың салмағын анықтау;

6. Өлшеуді су деңгейін әртүрлі бес деңгейге қойып өлшеуді 3рет жүргізу керек;

7. Зерттеу нәтижелерін кестеге толтыру.

4 Эксперименталдық көрсеткіштерді өңдеу

1. Сұйықтың клапандағы гидростатикалық қысым күші келесі теңдеумен анықталады:

,

мұндағы —бөлме температурасындағы су тығыздығы( );

— еркін түсу жылдамдығы;

— дөңгелек клапан ауданы, .

Формула (8) дөңгелек клапанның көтеру күшін анықтайды:

— ;

— ;

— .

2. Көтеру күші арқылы дөңгелек клапанның судың үш дәрежәсіндегі мәнін анықтау:

— ;

— ;

— .

3 Мәндерін кестеге толтырамыз

Кесте -1

Есептелген мәндерді еңгізу кестесі

№	Клапан үстіндегі су деңгейі	Көтеру күші		Салыстырмалық қателік %
		Тәжірибелік , н	Теориялық , н
1.
2.
3.

5. Бақылау сұрақтары

1. Гидростатикалық қысым дегеніміз не және оның негізгі қасиеттері?

2. Халықаралық СИ жүйесіндегі гидростатикалық қысымның өлшем бірлігі қандай және олардың басқа өлшем бірліктерімен байланысы қандай (мысалға СГС)?

3. Жазық бетке вакуум немесе артық қысым әсер еткенде сұйықтың қысым күші қалай анықталады?

4. Жасалған тәжірибені мысалға алып гидравликалық парадокстың мағынасын түсіндіріңіз?

№ 3 ЗЕРТХАНАЛЫҚ ЖҰМЫС

«Цилиндрлік ыдыста бірқалыпты айналатын сұйықтың

еркін бетінің пішінін анықтау»

Жұмыстың мақсаты. Тұрақты бұрыштық жылдамдықпен айнала қозғалатын цилиндрлік ыдыстағы сұйықтың еркін бетінің пішінін анықтау және эксперименталдық зерттеу нәтижелерін теориялық есептеулермен салыстыру.

1 Жалпы мәліметтер

Тепе-тең қысым бетінің дифференциалдық теңдеуі мына түрде жазылады:

. (1)

Бірнеше мысалдарды қарастырып өтеміз, қайсысында шекті жағдайда бірдей қысым болатынын.

Сурет 1. а, б. Тепе-тең қысым беттері

• Сұйық толы ыдыс тік осьті айнала, тұрақты бұрыштық жылдамдықпен қозғалады.

Бұл жағдайда: ( ). Мәндерін қоямыз аламыз немесе интегралдаймыз

.

Бұл − жалпақ горизонталь теңестірілуі ( ).

• Сұйықтың сәйкес бетінің формасын анықтауға көп көңіл бөледі, яғни барлық нүктелерге бірдей қысым әсер етеді.

Цилиндрлік ыдыстағы сұйық тік осьті айнала қозғалғанда әрбір бөлшегіне әртүрлі массалық күштер , яғни ауырлық күші, инерциялық күштер әсер етеді.

Әрбір нүктедегі қысым атмосфералық қысымға тең болады. Ыдыспен бірге айналатын сұйықтың еркін бетінің деңгейін координат басы ретінде аламыз. Осьті жоғары бағыттаймыз.

Сурет 2. болған кездегі бірқалыпты айналатын цилиндрлі

ыдыстың ішіндегі сұйықтың тыныштық күйі

Сұйықтың бетіне әсер ететін осьтердің осы бағытындағы массалық күштер үдеуі мынаған тең: ( ). Бұл мәндерді қоя отырып теңдеуін аламыз, теңдеуді интегралдағанда алатынымыз

, болғандықтан, онда теңдеуіміз:

.

Бұл − праболоидтық айналуды басқару. Берілген жағдайда тең қысымды шекті жағдайлары өз алдына вертикальдық айналу осіне байланысты параболоид жанұяйсын құрайды.

Деңгейдің шекті жағдайын басқару (Жеке қарағанда, сұйықтың еркін шекті жағдайы) цилиндрлық ыдыспен қоса айналу координатасы ( ) мына түрге келеді:

,

мұндағы − вертикалдық координата параболоидтың биік нүктесіндегі шекті жағдайы;

− шекті жағдайының кез-келген нүктесі.

Параболоидық айналу биіктігі:

, (2)

мұндағы − ыдыстың биіктігі.

а) Параболоидың айналу ауданы сұйықтың еркін шекті жағдайы ыдыстың түбіне жетпеген жағдайда ( , мұндағы цилиндрлік ыдыстың биіктігі), тең болады (2 сурет).

. (3)

б) Сұйықтың көлемі цилиндрлік ыдыстың айналуы кезінде, сұйықтың еркін жағдайы ыдыстың түбіне жеткенде ( ), мына формула арқылы анықталады (3 сурет):

. (4)

Сурет 3. болған кездегі бірқалыпты айналатын цилиндрлі

ыдыстың ішіндегі сұйықтың тыныштық күйі