منو
 کاربر Online
430 کاربر online
تاریخچه ی: سیال

نگارش: 1

ریشه لغوی

سیال به معنی در جریان و بسیار روان است. و در مورد هر ماده ای که قابلیت جاری شدن داشته باشد ، اعمال می شود.

نگاه اجمالی:

سیال را ماده ای تعریف می کنیم که وقتی برشی هر چند کوچک وجود داشته باشد شکل آن به طور پیوسته تغییر کند. جسم جامد وقتی تحت تاثیر تنش برشی قرار بگیرد. تغییر مکان معینی می دهد. (یا کاملا می شکند). اگر قطعه جامد تحت تاثیر تنش برش T قرار بگیرد ، تغییر شکل می دهد. سیالات دارای حالتهای تراکم پذیر و تراکم ناپذیر می باشد و نیز حرکت سیال به واشیته آن بستگی دارد.

مواد بینگهام:

در موادی مانند پارافین که گاهی آنها را پلاستیک می نامیم ، هر دو نوع تغییر شکل برشی را می توان یافت که به مقدار تنش برش بستگی دارد. وقتی مقدار تنش برشی از مقدار معینی کمتر باشد ، تغییر مکانهایی مشابه تغییر مکان جسم جامد به وجود می آید: تنش برشی حد فاصل به نوع و حالت ماده بستگی دارد. اینگونه مواد را مواد بینگهام می گویند.

انواع سیالات:

  • سیال ناتراکم پذیر :
در بررسی انواع مختلف سیالاتی که تحت شرایط استاتیکی قرار دارند ، پی می بریم که بعضی از سیالات ، علی رغم وجود فشارهای زیاد ، تغییرات چگالی بسیار کمی دارند. حالت مایع بودن این سیالات به خاطر همین رفتار است. تحت چنین حالتی ، سیال را ناتراکم پذیر می نامند ، و در ضمن محاسبات فرض می کنند چگالی آن ثابت است. مطالعه سیالات تراکم ناپذیر را در شرایط استاتیکی هیدرولیک می نامند.
  • سیال تراکم پذیر :
در جایی که چگالی را تحت شرایط استاتیکی نتوان ثابت گرفت ، مانند یک گاز ، سیال را تراکم پذیر می گویند. و برای مشخص کردن این دسته از مسائل اغلب از نام آئروستاتیک بهره می گیریم. این طبقه بندی از لحاظ تراکم پذیری ، در محدوده علم استاتیک صورت می گیرد. در دینامیک سیالات اینکه چه وقت می توان چگالی را ثابت گرفت تنها به نوع سیال بستگی ندارد.

حرکت سیال غیر یکنواخت

از آنجا که سیال نمی تواند بدون حرکت در برابر تنش برشی مقاومت کند. سیال ساکن لزوما باید به طور کامل از تنش فارغ باشد. سیالی که حرکت یکنواخت دارد یعنی جریانی که در آن سرعت تمام اجزا یکسان است. نیز فارغ از تنش برشی است ، زیرا تغییر سرعت در تمام جهت ها در جریان یکنواخت باید صفر باشد ( ) از این رو با توجه به قانون چسبناکی نیوتن تمام .... صفرند.

حرکت سیال غیرچسبناک:

سیالی را که چسبناکی آن از لحاظ نظری صفر است ، سیال غیر چسبناک می گویند. از آنجا که قسمت اعظم جریانها آثار چسبناکی ناچیز و قابل صرف نظری دارد. از این رو ایده آل سازی و ساده سازی های ناشی از آن را اغلب به خوبی می توان بهره گرفت. قانون حرکت نیوتن را برای یک جرم منشوری بینهایت کوچک سیال در داخل جریان می توان به کار برد.

حرکت سیال چسبناک:

آثار چسبناکی را در نظر می گیریم ، البته معنی اش این است که تنشهای برشی حضور دارند. یعنی 9 تنش غیر صفر وارد به سه وجه متعامد در یک نقطه می تواند وجود داشته باشند. برای اینکه تنش در یک نقطه را مورد بحث قرار دهیم ، خوب است که یک چهاروجهی بی نهایت کوچک از سیال را بررسی کنیم. 9 تنش بر وجه عقبی چهاروجهی وارد می آیند. با به کارگیری قانون حرکت نیوتن در جهت عمود بر سطح مایل چهار وجهی ، تنش .... را بر حسب 9 تنش نشان داده شده وارد بر صفحات مرجع می توان به دست آورد.

تغییر فشار در یک سیال:

برای توزیع فشار در سیالات ، تعادل نیروهای وارد بر یک جز بی نهایت کوچک سیال را در نظر می گیریم. نیروهای وارد بر این جز از فشار محیط اطراف و نیروی گرانی ناشی می شوند. اگر فشار فقط در جهت محور Z باشد که برخلاف جهت گرانی (نقل) انتخاب شده است می تواند تغییر کند. از آنجا که P فقط در جهت Z تغییر می کند و تابعی از X و Y نیست ، از معادله زیر می توان استفاده کرد.

این معادله دیفرانسیل برای هر سیال استاتیک تراکم پذیر واقع در یک میدان گرانی صادق است. برای ارزیابی خود توزیع فشار بین دو حد که به طور متناسب انتخاب شده اند. با انتگرال گیری خواهیم داشت:
که در آن d عبارت است از فاصله زیر سطح آزاد است. P-Patm یعنی فشار بالای فشار جو ، فشار نسبی (پیمانه ای) می گوییم.
تغییر فشار با ارتفاع در یک سال استاتیک تراکم پذیر:
فواصل عمومی گازها در مسائل فشار سنجی کوچک بودند و در نتیجه برای این گازها از تغییر فشار با ارتفاع چشم پوشیدیم. ولی در محاسباتی که با فاصله های عمومی بزرگ سروکار دارند مانند مسائل مربوط به جو سیارات ، اغلب باید تغییر فشار گاز با ارتفاع را در نظر بگیریم با مراجعه به معادله دیفرانسیل .... که فشار ، وزن مخصوص ، و ارتفاع را به هم ارتباط می دهد ، اکنون فرض می کنیم .... یک متغیر است و به این ترتیب تاثیرهای تراکم پذیری را امکان پذیر می کند. خودمان را به گاز کامل محدود می کنیم. که این فرض برای هوا و اکثر عناصر آن در گسترده نسبتا وسیعی از فشار و دما صحت دارد.....

حالت 1:گاز کامل تکدما:

در این حالت معادله حالت گاز نشان می دهد که حاصلضرب PV ثابت است. بدین ترتیب در هر مکان داخل سیال با استفاده از اندیس 1 که داده های معلوم را نشان می دهد می توان نوشت.

حالت 2: دما با ارتفاع به طور خطی تغییر می کند:

تغییر دما برای این حالت به صورت زیر است.

که در آن T1 عبارت است از دما در داده ( ) را اغلب آهنگ لنت می نامند و ثابت است. در مسائل زمینی K منفی خواهد بود برای اینکه بتوانیم متغییرهای معادله .... را جدا کنیم . باید از .... از معادله حالت به دست آوریم و در نهایت خواهیم داشت.

مباحث مرتبط با عنوان





تاریخ شماره نسخه کاربر توضیح اقدام
 دوشنبه 04 مهر 1384 [14:36 ]   3   حسین خادم      جاری 
 چهارشنبه 30 دی 1383 [05:58 ]   2   حسین خادم      v  c  d  s 
 سه شنبه 24 آذر 1383 [05:28 ]   1   حسین خادم      v  c  d  s 


ارسال توضیح جدید
الزامی
big grin confused جالب cry eek evil فریاد اخم خبر lol عصبانی mr green خنثی سوال razz redface rolleyes غمگین smile surprised twisted چشمک arrow



از پیوند [http://www.foo.com] یا [http://www.foo.com|شرح] برای پیوندها.
برچسب های HTML در داخل توضیحات مجاز نیستند و تمام نوشته ها ی بین علامت های > و < حذف خواهند شد..