Гидравликалық ырғымадағы энергия

Гидравликалық ырғымадағы энергия:

1. гидравликалық ырғымадағы энергия шығынының туындау себептері. Бүл жөнінде XIX ғасырда әр түрлі болжаулар айтылды және оларды анықтаудың әр түрлі әдістері ұсынылды. А.Беланже гидравликалық ырғымадағы энергиякүрт ұлғаю кезіндегі соғылу шығынына барабар деп қарастырды. Буссинск болжамына сәйкес гидравликалық ырғымадағы энергия арнаның беткі шегінде үйкеліс күшінің туындауымен анықталды. Н.Ребок су иірімі аймағындағы циркуляциялық қозғалысты сақтауға жүмсалатын энергия шығыны ырғымадағы энергия шығымына шамалас деген пікірге келді. Осы сипаттағы болжаулар күрделі құбылыс болып табылатын гидравликалық ырғыманың физикалық мағынасын толыққанды ашуға мүмкіндік бермеді. Тек кейбір жағдайларда ғана тәжірибелік деректермен қанағаттанарлықтай расталған, ал кейде шындықтан ауытқуы үлкен математикалық байланыстарды алға тартты. Турбуленттік ағынның механизмдерін ашуда үлкен жетістіктерге жеткен академик А.Н.Колмогаров пен оның шәкірттерінің жүмыстары гидравликалық ырғыма құбылысын жаңа түрғыдан қарастыруға мүмкіндік берді. В.Е.Маккавеевтің, Стивенстің, А.Н.Рахмановтың, Д.И.Куминнің және т.б. зерттеулері гидравликалық ырғыма телімінде сұйықтықтың қарқынды турбуленттік араласуы жүретінін көрсетеді. Бүл араласу су иірімі аймағынан өтпелі аймаққа қосымша дискретті сұйық массасы түріндегі ірі құйындық түзілімдердің өтуінен туындайды. Негізгі ағын өз энергиясының көп бөлігін осы сұйықтық массаларын жанап өту және қозғалысты орташалау үшін қозғалыс мөлшерін беруге жүмсайды. Өз кезегінде бұл сұйықтықтың дискретті массалары макротурбулентті қозғалысты тудырады;
2. ырғу шегіндегі су иірімі аймағында беттік иірім пайда болған жағдайда байқалатын арын шығыны. Сондықтан өтпелі ағыншадағы ырғу шегінде меншікті энергия ағыс бойында кенеттен өзгеріп отырады; буырқанған ағында меншікті энергияның пайда болуы ағыншаның кенеттен кеңеюінен болады. Жазық арнадағы (/ = 0) ырғыма энергиясының жоғалуы (меншікті энергияның жоғалуы) мына формуламен:

E_n = (h₁+2υ²÷2g)- (h+αυ2²÷2g)

ал арна тікбүрышты болған жағдайда келесі формуламен анықталады:

E_n = a³÷4h₁h₁₁

бүл формулада ырғымадағы энергияның шығындалуы ырғыма биіктігінің үш дәрежесіне тура пропорционалды (а^{3</sup); сондықтан ырғыманың биіктігі артқан сайын, оның энергиясының жоғалуы жылдамдығы да артады.}