Алѓы сµз

Тау-кен µндірісініњ єрт‰рлі процестерін оќыѓанда, сонымен ќатар ќазіргі машиналарды ќ±растыру мен ќ±рылѓыларды оќуда с±йыќтыќ пен газдыњ механикасы туралы білім ќажет болады. Гидромеханика жалпы ѓылыми пєн болѓандыќтан, жалпы теориялыќ пєндердіњ-физика, математика, теориялыќ механика, арнайы курс араларын ќосатын басты бµлік. Б±л кезде с±йыќтыќ пен таужыныстардаѓы газдыњ ќозѓалыс процестері оќып зерттеледі.

С±йыќтыќ пен газдыњ ќозѓалысы импульстік, жылу мен заттыќ процестердіњ алмасуымен аныќталады, сондыќтан аталмыш оќулыќта осы алмасулардыњ тењдеулері мен ќ±бырдаѓы с±йыќтыќтыњ ќозѓалыс зањдылыќтары мен теориялыќ элементтері ќарастырылѓан.

Оќулыќтаѓы тараулар ќатары ќолданбалы гидромеханика мєселесіне арналѓан, ал 9 бµлімде таужыныс массивтеріндегі с±йыќтыќтардыњ с‰згілену теориясы мен арнайы курс базасыныњ негізгі теориялары берілген.

Оќулыќ негізінде

Гидромеханика пєні Курстыњ маќсаты мен міндеттері

Физиканыњ бір бµлімі, механика-кез келген агрегаттыќ жаѓдайда (ќатты, с±йыќ, газ тєрізді) денелердіњ µзара єрекетесіп, механикалыќ ќозѓалысќа келу зањдылыќтарын зерттейді. Дененіњ жаѓдайына сєйкес механиканы ‰ш аймаќќа бµлеміз. Ќатты денелер механикасында абсолютті ќатты жєне деформацияланѓан денелер ќарастырылады, ал осы денелерді зерттейтін пєндерді теориялыќ механика, ќаттылыќ теориясы, иілгіштік теориясы деп атайды. С±йыќтыќ орта ќозѓалыстарын с±йыќтыќ механикасы немесе гидромеханика зерттейді.

Гидромеханикада ѓылымдаѓыдай екі ірі бµлімдерге бµлінеді: демек єрт‰рлі жаѓдайларда с±йыќтыќтыњ ќозѓалыс зањдылыќтарын зерттейтін теориялыќ механика жєне ќолданбалы гидромеханика немесе гидравлика. Гидравлика-єрт‰рлі техникалыќ ќ±рылѓыларды ќолдана отырып, с±йыќтыќ пен газды есептеу єдісі мен эксперименталды мєліметтер негізіне с‰йене отырып, с±йыќтыќ пен газ ќозѓалыстарындаѓы тепе-тењдікті зерттейді. Одан кейін біз с±йыќтыќ ќозѓалысына ќажет газды ќозѓалыс зањдылыѓы ќажет болѓанда біз газ тєрізді орта мысалдарын келтіреміз. Гидромеханикада негізгі зерттеу єдісі ретінде математикалыќ талдаулар ќолданылады. Гидромеханиканыњ негізгі базасына физика, математика, тегіс ортадаѓы механика кіреді. Сонымен ќатар гидромеханика саласы студенттердіњ арнайы пєндерді, яѓни гидравлика, гидрожетек, ќ±бырµткізгіш кµлік курстарын оќуда аса ќажет.

Гидромеханиканыњ ѓылым ретінде даму тарихы

Гидромеханиканыњ ѓылым ретінде дамып ќалыптасуы ерте уаќытта болѓан, яѓни адамдар суару арналары мен суµткізгіштер жасауды ‰йренгенде дамыѓан. Ќытайда б±дан 2500 жыл б±рын ±зындыѓы 1800 км болатын ¦лы арна салынѓан, сонымен ќатар сол кезде алпауыт гидротехникалыќ кешендер кµне Египет пен ‡ндістанда болѓан. Ал ењ бірінші су арнасы б±дан 2300 жыл б±рын Римде салынѓан.

Б.э.д. 4 ѓасырда кµне грек философы, ѓалым Аристотель с±йыќтыќтардыњ ќозѓалыстарына баќылау жасаѓан. Гидромеханика саласындаѓы ењ бірінші ѓылыми ж±мыс Архимедтіњ трактаттары. Б±л трактаттар «Ќалќымалы денелер» деп аталады. Дегенмен гидромеханика ѓылым ретінде тек 19 ѓасырдыњ аяѓында ѓана дамыѓан. Гидромеханиканыњ дамуына Леонардо да Винчи («Судыњ ќозѓалысы мен µлшемі» ж±мысы), С.Стевин («Гидростатиканыњ бастамасы»), Галилео Галилей («Судаѓы денелер мен ондаѓы ќозѓалысы») сияќты ѓалымдар ‰лкен ‰лестерін ќосќан. Исак Ньютон µзініњ «Табиѓи философиядаѓы математикалыќ бастамалар» атты ењбегінде, µзініњ тєжірбиесіне с‰йене отырып, с±йыќтыќтаѓы денелердіњ ќозѓалысќа кедергісі оныњ жылдамдыќ квадратына пропорционал деп т±жырымдады. Блез Паскаль с±йыќтыќќа берілген ќысым туралы зањды ашыт. Демек нєтижесінде ќарапайым жєй гидравликалыќ машиналар пайда болады (гидравликалыќ баспалар, домкраттар т.б). Э. Торричели аузы бар резервуарлардаѓы т±тќыр с±йыќтыќтыњ жылдамдыѓын аныќтайтын формуланы ойлап тапты.

Дегенмен аталѓан барлыќ ашылуларды тек гидромеханиканыњ бір бµлімі ретінде ќарастырамыз.

Гидромеханика ѓылым ретінде М.В. Ломоносов, Д. Бернулли жєне Л. Эйлердіњ іргелі ѓылыми ењбектерінен кейін болды.

М. В. Ломоносов «Дененіњ ќаттылыѓы мен с±йыќтыѓы» (1760ж.) диссертациясында олар ашќан зат пен энергия саќталу зањдылыѓын ќалыптастырды. Б±дан басќа, олардыњ «кеніште ауаныњ еркін ќозѓалуы», «Болып жатќан электр к‰шінен ауа аѓымы туралы сµз», «Ауаныњ тыѓыздыќ к‰ші» жєне басќа ењбектері жарыќ кµрді; ол ємбебап барометр, вискозиметр (с±йыќтыњ т±тќырлыѓын аныќтаушы аспап), желдіњ баѓыты мен жылдамдыѓын µлшейтін, тењіздіњ аѓу баѓыты мен жылдамдыѓын аныќтайтын аспаптар, «аэродрольды» машина – ќазіргі тік±шаќтыњ бейнесі.

Даниил Бернулли гидравлика аумаѓында (кейін тењдік оныњ атымен аталды) теориялыќ ќ±ру мен практикалыќ есептеудіњ негізін ќ±райтын с±йыќтыќ ќозѓалѓанда меншікті энергияныњ µзара байланыс тењдігін шыѓарды. 1738 жылы ол «Гидродинамика немесе с±йыќтыњ ќозѓалысы мен к‰ші» деген оќулыѓын шыѓарды, м±нда бірінші рет «гидромеханика» терминін енгізді. Д. Бернулли Архангельск т‰бінде суды 30 м кµтеретін сукµтергіш ќойды.

Леонард Эйлер 1755 жылы дифференциалды тењдік пен с±йыќ жєне газдыњ ќозѓалысы туралы ж‰йені шыѓарды; ол тењдеудіњ бірнеше интегралын кµрсетті жєне с±йыќќа ќатысты салмаќтыњ саќталу зањдылыѓын ќалыптастырды; турбина ќ±рылысын ±сынды, кеме теориясы негізін ќалаушы ењбектер жазды.

Аталѓан теориялыќ ж±мыстар єрт‰рлі елдерде гидромеханиканыњ дамуына бастау болды.

С±йыќтыњ тесік арќылы аѓуы, саптама жєне су тµгу аймаѓында Д. Полени (1685-1761) жєне Д. Вентури (1746-1822) ж±мыс істеді; с±йыќтыњ бір тегіс ќозѓалуын А. Шези (1718-1798) жєне Э. Базен (1829-1897) зерттеді; с±йыќтыњ ќарсы ќозѓалысын зерттеу аймаѓында Ю. Вейсбах (1806-1871) жєне П. Дюбуа (1734-1809) ж±мыс істеді. Ламинарлы жєне турбулентті зерттеуге зор ‰лес ќосќан аѓылшын физигі О. Рейнольде (1842-1912). Т±тќыр с±йыќтыњ теориясы негізін француз ѓалымы Л. Навье жєне аѓылшын ѓалымы Дж. Салындытоксом (1819-1903) ќалады.

ХІХ ѓасырдыњ екінші жартысында гидромеханиканыњ дамуына зор єсерін тигізген ж±мыстар пайда болды. 1881 жылы И.С. Громек атындаѓы Казан университетініњ профессоры «сыѓылмайтын с±йыќтыњ кейбір ќозѓалыс жаѓдайы» атты ж±мысы жарыќ кµрді, м±нда энергетикалыќ тєуелділікті алу ‰шін ќолайлы с±йыќтыњ ќозѓалыс тењдігініњ жања формасын ±сынды. Олар бірінші рет с±йыќтыњ капиллярдаѓы ќозѓалысына теориялыќ зерттеу ж‰ргізді, сол сияќты винтті аѓым жєне кµлденењ айналымды аѓым теориясы негізін ќалады.

Н.Е. Жуковский су ќ±бырларындаѓы гидравликалыќ к‰штіњ теориясын, µзендегі насос ќозѓалысы, с‰зу аймаѓындаѓы ережелерді ойлап шыѓарды. Біраќта нєтиже, ќанаттыњ кµтеру к‰ші жєне ауа винті теориясын ойлап тапќанда, б±ныњ авиация ѓана емес, заманауи машина жасауда да мањызы зор. Н.Е. Жуковский б‰кіл єлемге экспериментті аэромеханик ретінде танымал (ол ОАГИ-Мєскеудегі орталыќ аэрогидродинамикалыќ институттыњ негізін ќалады). Аэромеханика аумаѓын ары ќарай зерттеу С.А. Чаплыгин (1869-1942), К.Э. Циолковский (1857-1935) жєне А.А. Фридманныњ (1888-1925) есімдерімен байланысты. Гидромеханиканыњ заманауи дамуы жања бµлімдердіњ, яѓни физика-химиялыќ, электромагнитті жєне космостыќ гидродинамиканыњ пайда болуымен сипатталады.