BOSIMLI SUV TASHLOVCHILARDA OCHIQ OQIMLARNING O‘Z- O‘ZIDAN AERATSIYASINI MODELLASHTIRISH

Аннотация

Suyuqlik va gaz oqimlari orasidagi tashqi chegara sohalarining mavjudligi ko‘rib chiqilgan bo‘lib, bu joylarda tez-tez gaz alohida qo‘shimchalar shaklida suyuqlik ichiga tortilib, uning oqim xususiyatlarini sezilarli darajada o‘zgartiradi. Gazning oqimga jalb qilinishi ijobiy natijalarga olib kelishi (oqimlarning chegaralarga ta’siri intensivligini kamaytirish, tabiiy suv havzalarida suv sifatini yaxshilash, texnologik apparatlarda reaktsiyalarning samarali o‘tishini ta’minlash) va salbiy oqibatlarga olib kelishi (oqimlar hajmining oshishi, suv tashlash tizimlari o‘tkazuvchanligining kamayishi, mexanik uskunalarning ish barqarorligining pasayishi, yadroviy reaktorlarning faol zonalarida issiqlik almashinuvining yomonlashuvi) kabi jihatlardan tahlil qilingan. Kalit so‘zlar: Avtomodellik, erkin sirtning deformatsiyasi, oqimni aeratsiyalash, turbulentlik, turbulentlikning integral masshtabi. kvazibirtaqsim oqimlar. Masalaning qo‘yilishi: Ma’lumki, barcha holatlarda gazning mahalliy massalarini oqimga jalb qilish suyuqlik oqimining erkin yuzasidagi mahalliy deformatsiyalar va ularning noaniqligi bilan bog‘liq. Shu sababli gazni ushlab qolish jarayoni suyuqlik oqimining hamda uning erkin yuzasining shiddatliligi, turbulentligi va sirt tarangligi kabi xususiyatlari bilan belgilanadi. Gazning tortilish mexanizmlarining ayrimlari matematik ifodaga ega bo‘lsa-da, bu hodisaning o‘xshashlik sharoitlari tizimini shakllantirishning haqiqiy asosi ko‘p hollarda tizimli tajribalar natijalaridir, ammo ular afsuski, ko‘pincha qarama-qarshi bo‘ladi. Gazning oqimga tortilish jarayonini tavsiflash uchun odatda tortilish boshlanishiga mos keluvchi tezlik, Frud soni, suv tashlash teshigining suv sathidan chuqurligi kabi kattaliklardan foydalaniladi. Ochiq kvazibirtaqsim oqimlarning aeratsiyasi boshlanishi odatda belgilangan oqim tubi notekisligida yetarlicha katta (kritik) qiymatlarga ega bo‘lgan Frud soni bilan bog‘lanadi. Bunda, gidravlik qarshilik mezoni bo‘yicha avtomodellik mavjud bo‘lganda, shu mezon bo‘yicha oqimning aeratsiyasida ham avtomodellik mavjudligi taxmin qilinadi. Aeratsiya boshlanishiga mos keluvchi bog‘liqlikning xarakterli misoli [3,4,6] manbalarida keltirilgan. 𝐹𝑟 = 45(1− эф)14 (1) 𝑅 https://scientific-jl.com 3 2 8 59-son_3-to’plam_Aprel-2025 ISSN:3030- 3 6 1 3 T A D Q I Q O T L A R jahon ilmiy – metodik jurnali Bu yerda  — daryoning (yoki suv yo‘lining) tubidagi effektiv sirt qo‘polligi, эф R esa gidravlik radiusni bildiradi. Biroq, ochiq suv oqimlarini modellashtirish jarayonida, xususan kichik masshtabli modellar bilan real sharoitlar o‘rtasida aeratsiya jarayonlarida sezilarli tafovutlar mavjudligi ma’lum. Shu sababli, bunday sharoitlarda olingan empirik bog‘lanishlar faqat ular ishlab chiqilgan konkret sharoitlar doirasida qo‘llanishi mumkin. Aeratsiya hodisasini tasvirlash va uni modellashtirish bo‘yicha ba'zi xulosalar chiqarishga imkon beruvchi umumiy yondashuv erkin sirt yaqinidagi oqim turbulentligi xususiyatlarini tahlil qilish asosida qurilishi mumkin [3,7]. G. Xalbronning taniqli sxemasiga ko‘ra, suv yuzasi yopilish paytida sodir bo‘ladigan aeratsiya jarayoni, suyuqlikning o‘rtacha suv sathiga normal yo‘nalishda yetarlicha katta tezlik bilan chiqib, oqimdan ajralib, bo‘shliq hosil qilish natijasida ro‘y beradi. Bunday holatlarning takrorlanish chastotasini va tutib olinadigan havo hajmini baholash uchun, suv yuzasi ostidagi zarrachalar tezligining normal komponentasi erkin yuzaning shakli va holatiga bog‘liq bo‘lgan ma'lum chegaradan qancha tez-tez oshib ketishini, bu oshishlarning davomiyligini va suvning ajralib chiqish paytida harakatlanuvchi yagona hajm sifatida qabul qilinadigan miqdorini bilish zarur. Tegishli Teylor turbulentlik masshtablari kiritilishi bilan, aeratsiyaning paydo bo‘lishining yetarli umumiy sharti olinadi [1,2,4,5], uni tez oqimdagi bir xil oqim sxemasi uchun quyidagi shaklda aniqlashtirish mumkin. 1 𝑢 2 ′ > 4 √ 𝜈 {𝐶 𝜎 𝑈 ∗ ℎ + 𝐶 cos𝜃}2 (2) √𝑔ℎ 𝑈 ℎ 1 𝜌𝑔ℎ2 𝜈 2 Bu yerda u– suv yuzasiga normal yo‘nalishdagi pulsatsion tezlikning o‘rtacha 2 kvadratik qiymati (u 0,5U ); C1 va C2 – konstantalar; – suv yuzasining gorizontga 2  nisbatan egilish burchagi. Keltirilgan munosabatning o‘ziga xosligi shundaki, Veber h2 U h soni We g lokal Reynolds soni Re   bilan nisbat shaklida kiritilgan. h    https://scientific-jl.com 3 2 9 59-son_3-to’plam_Aprel-2025 ISSN:3030- 3 6 1 3 T A D Q I Q O T L A R jahon ilmiy – metodik jurnali 1-rasm. Suv oqimining erkin yuzasi bilan gazni jalb qilish Ma’lumki, Veber sonining sezilarli ta’sir ko‘rsatishi bilan bir qatorda Reynolds sonining ham ta’siri kuchli bo‘ladi. Ushbu ikki mezonning ta’siri, ayniqsa, tub yuzasining katta qiyaliklarida juda sezilarli bo‘lishi kerak. Xususan, oqimlarning erkin tushuvchi oqimlari modellashtirishning chiziqli masshtabiga ayniqsa sezgir bo‘ladi. Muhandislik nuqtai nazaridan Veber va Reynolds mezonlari bo‘yicha aeratsiyaning noavtomodelligi shuni ko‘rsatadiki, kichik masshtabli modellarda o‘rganiladigan gidrodi