X
تبلیغات
رایتل

جواب استاد دکتر طاهریان در مورد نقطه سکون

هخامنش پارسی شنبه 26 شهریور‌ماه سال 1390 @ 20:00 چاپ
خب دوستان تونستم از استاد طاهریان این سؤال مهم رو بپرسم و خوشحالم که استاد هم با بنده هم عقیده اند.من و استاد با هم چت داشتیم و عین مکالمه رو اینجا در معرض دیدتون میگذارم
پیشاپیش بابت اینکه متن انگلیسی نوشته شده عذرخواهی میکنم من فارسی شروع کردم اما استاد فینگلیش نوشتن.ضمنا دوستانی که با دکتر طاهریان آشنایی ندارن:
جناب آقای دکتر حسام طاهریان استاد دانشگاه آلاباما بیرمنگم ایالات متحده امریکا هستن مولف چند کتاب به زبان فارسی و قبلا در دانشگاه صنعتی بابل استاد بنده حقیر بودن:
 
man:
یه سؤال علمی داشتم لطف بزرگی میکنید اگر کمکم کنید:
آیا وقتی با شست دست جلوی شیلنگ آب رو میگیریم پشت شست نقطه سکون داریم؟در یک انقباض ناگهانی چطور؟

Dr.Taherian:
  • dar nahye ee az shelang ke sor'at kam mishavad, noghati ba sor'at sefr vojood darad. vali dar hich yek az do mored, noghte sokoon ba an tarif moshakhas vojood nadarad.


    man:

    aghaay Yunus Cengel dar ketab "fundamentals of thermal-fluid sciences" hamchin nazare ajibi dadan ke noghte skoon daarim va man maatam borde

    addresse matn pdf ketaab ham ine ostaad age doost daashtin sar bezanid


    Dr.Taherian:

    dar goosheye enghebaz nagahani, agar khotoot jaryan ra peyda konid, ba'azi az oonha mitoonan be sorat sefr beresan. vali hatman nazdik divar hastan. man in ro yek noghte sokoon be ma'nayi ke dar airfoil vojood dare nemidoonam


    man:

    • daghighan man ham bahatun movafgham ostad EXACTLY

    • mishe peida kard noghtei ke nazdik un gushe soraetsh sfr baashe yaeni mabein wake va jaayi ke sayal dor mizane bere to enghebaz

ama ba un mechanismi ke sokoon ijaad mishe va st.point darim na ghatan


منظور استاد از نقاطی که با سرعت صفر میشه پیدا کرد نقاطی با ماهیت wake هست(گردابی)یعنی جایی که از یک سو سیال میخواد وارد راهروی انقباضی بشه و از سوی دیگه به سمت دیوار عمودی در حال دورزدنه .

و یا هم منظورشون به محل تقاطع دیواره عمودی و افقیه اون گوشه.(یعنی محل تقاطع خط 4 و دیواره عمودی).

که فکر میکنم این بیشتر منظورشونه 

 بهرحال مربوط به جایی میشه که جریان ماهیت wake داره

که با شیواترین لحن هم فرمودن ماهیت نقطه سکون نداره.یعنی نقطه ای که در اون تمام انرژی دینامیکی به فشار تبدیل بشه و،،،،


نقطه سکون

هخامنش پارسی شنبه 26 شهریور‌ماه سال 1390 @ 03:31 چاپ

تعریف نقطه سکون رو از کتاب آقای مانسون قبلا ارایه کردم :

تعریف نقطه سکون:هر جسم جامد که درون جریان یک سیال،ساکن باشد(بی حرکت باشد) طوریکهبخشی از جریان از بالا و بخشی از جریان از پایین آن بگذرد دارای نقطه سکون است که در آن نقطه سرعت صفر میباشد.

اما الان میخوام تقریبا مفصل هرچی دارم و ندارم از نقطه سکون اینجا بگم لطفا اونایی که سیالاتشون خوبه هم تماشاگر نباشن و اگه چیزی میدونن حتما بگن.

تقریبا همه ما نقطه سکون رو با شکل لوله پیتوت میشناسیم حتی خیلی ها تعریف نقطه سکون رو بلد نیستن و با شنیدن نقطه سکون شکل پیتوت یادشون میآد.

ساده ترین مثالی که میشه از سکون سیال زد یه صفحه یا کف حیاطه که شیلنگ آب رو میگیرین عمود بهش و آب مانند شکل زیر(فلش ها) به دو طرف  و بالا و پایین پخش میشه و نقطه مرکزی هم نقطه سکونه،

خب این یعنی چی؟سعی میکنیم از دو جنبه بگیم این یعنی چی:

1-به لحاظ تعریف>>چون این مساله دو بعدیه اگه نگاه کنید میبینید که جریان دو قسمت شده و نسبت به نقطه مرکزی یه قسمت  جریان به بالا و یه قسمت به پایین رفته. صفحه(یا کف حیاط) هم که یک جسم جامد و ساکنه که تو جریان یک سیال قرار گرفته پس:

تعریف نقطه سکون کاملا برقراره و همین!

2-از لحاظ تحلیلی و اینکه یعنی چی میگیم سکون>>از زمان صفر شروع میکنیم یعنی زمانی که اولین لحظه جت سیال میخوره به کف حیاط>>در این لحظه که تازه اولین تماس برقرار میشه اولین دسته از ذرات سیال(که تو یه مقطع دایره ای هستند)برخورد میکنن به کف حیاط میخوان برگردن که بلافاصله دسته بعدی ذرات سیال میخورن بهشون و نمیتونن برگردن مجبور به پیدا کردن راه فرار میشن بنابراین پخش میشن  اما نقطه مرکزی سرجاش میمونه و از اون نقطه سیالای پشتی که میرسن>>یه لحظه توقف>>پخش به اطراف.در واقع همه نقاط الا نقطه مرکزی جارو میشن توسط جریان.خیلی سادست تصورش.

اینه که میگیم سیال در نقطه سکون دچار "ایست" کامل میشه.

مثال بعدی کره هست که نوکش دچار سکون میشه دلیلش از رو تعریف کاملا قابل درکه اما از نظر تحلیلی ببینید ذرات سیال رو هم میلغزن پس طبیعیه که با شیب جسم جامد هماهنگ شن در نوک کره شیب(خط مماس)افقیه اما بقیه نقاط نه پس در نوک دقیقا همون اتفاق کف حیاط میفته(که شیب اونم صفره)میخواد برگرده که .....در واقع هم در مثال کف حیاط و هم کره اولین ذره ای که برخورد کرد به نوک کره(نقطه مرکزی جت سیال)همون جا تا ابد میخکوب میشه(تا وقتی جریان سیال قطع شه!)اما بقیه نقاط جاروب میشن(توسط جریان)

مثال بعدی یک نیمکره تو خالیه (پوسته حلقوی مانند شکل زیره) که هم با تعریف و هم با تحلیل(شیب صفر)قابل درکه به راحتی که کجاست نقطه سکونش.قاشق رو بگیرین زیر شیر آشپزخونه.

مثال بعدی همون لوله پیتوته.در ابتدا سیال میآد و پر میکنه لوله رو(بالا میره از تو لوله)دیگه از اون به بعد هر دسته سیال که میخوره به مقطع دایره ای پائین لوله پیتوت انگار که به یه جسم ساکن خورده و از اونجا به بعد دیگه باز همون داستان کف حیاطه و....

چرا در یک انقباض ناگهانی ناحیه ویک(wake region) داریم؟

خب باز از اولین لحظه که دسته سیال ها میخورن به محل انقباض ناگهانی شروع میکنیم.دسته سیالا که نمیدونن به کجا میخوان بخورن(شعور ندارن که!)میخورن به دیواره عمودی بالایی(و همینطور پایینی) میخوان برگردن که داستان کف حیاط تکرار میشه و به اطراف پخش میشن اما یه تفاوت بزرگ هست اینجا اونم اینکه راه بسته است از یه طرف(نقطه 1) و از طرف دیگه که بازه (نقطه 2 )هم به خاطر سیالای مرکز لوله(نقطه 3) که طبق اصل پیوستگی(کاری به فشار استاتیکشون نداریم)میخوان رد شن هم در تنگنان. و از طرف دیگه هم سیالای پشت سری دارن بلافاصله میآن.

حالا اینها رو با هم تصور کنین.مثلا دیوارعمودی بالایی رو در نظر بگیرین:

نقطه 3 به نقطه 2( به سیالی که خورده به دیوار و میخواد بیاد پایین)فشار میآره.نقطه یک میره بالا میخوره به خط 4 و برمیگرده میخواد برعکس جریان سیال حرکت کنه ذرات پشت سری میخوان مانع برگشت ذرات نقطه 1 شن اما از طرفی راه دررو ای هم ندارن و از پشت  به خودشونم داره حمله میشه(به خاطر پیوستگی باید نمونن و رد شن)اینه که اثر فشار نقطه 3 به 2(اصل پیوستگی) و حرکت ذرات نقطه 1 به عقب میچربن بر فشار پشت سریا و تصور کنید به سادگی که حرکت گردابی شروع میشه و دیگه ادامه پیدا میکنه. اینجا نقطه ای نیست که ساکن بمونه رو دیوار چون همش داره جاروب میشه توسط جریان.این میشه داستان یک انقباض ناگهانی.

مثال بعدی شکل زیر هست که داستان انقباض ناگهانی رو براش تکرار کنید تا برسید به اینکه اونجا هم نقطه سکونی یافت می نشود!

اما مشکل ما با آقای سنجل که اینه که اگه شست دست رو جلو شیلنگ آب بگیریم نقطه سکونی داریم یا نه؟!

خب عینا همین تحلیل برای شکل بالا(که شباهت زیادی به انقباض ناگهانی داره)رو براش به کار بگیریم و همچنین به تعریف نقطه سکون توجه کنیم می بینیم که نقطه سکونی نداریم و در واقع به خاطر رعایت اصل پیوستگی جاروب میشه پشت شستمون توسط آب و یه ناحیه ویک کوچیک خواهیم داشت پشت دست و نقطه سکونی باقی نمیمونه حالا اینکه آقای سنجل اینطور میگن جدا جای سؤاله:لینک درگیری ما با آقای سنجل بزرگوار!  

حتما بخوانید نظر استاد دکتر طاهریان استاد دانشگاه آلاباما امریکا را: اینجا کلیک کنید



اصلاحیه :نقطه سکون نظر آقای سنجل(yunus cengel)

هخامنش پارسی جمعه 25 شهریور‌ماه سال 1390 @ 13:52 چاپ

کتاب اصول علوم حرارتی و سیالاتی "Fundamentals of thermal-Fluid sciences" اثر آقای cengel رو چند سال پیش از کتابخونه دانشگاه خونده بودم.وقتی پست آیا با گرفتن دست در جلوی شیلنگ آب نقطه سکون داریم رو مینوشتم چیز دیگه ای تو ذهنم مونده بود از مطلب مورد بحث اما دیشب تو یه کنجکاوی اینترنتی متن pdf همون کتاب رو گیر آوردم که خلاف نظر من رو نشون میداد.

یعنی آقای سنجل معتقدن پشت دست نقطه سکون ایجاد میشه.برای دیدن متن pdf اینجا کلیک کنید من همچنان معتقد به عدم تشکیل نقطه سکون در اون مکان هستم و اگه وقت بهم اجازه بده بطور مفصل راجع بش مینویسم(چون باید شکل بکشم و.... خیلی زمان بره)اما از اونجا که اینجور مسایل مسئولیت داره و من هم حداکثر خودم رو یه دانشجوی فارغ-التحصیل شده میدونم در حالیکه آقای سنجل پروفسور(استاد کامل)بازنشسته هستن قضاوت دیگه با دوستان.فقط میتونم بگم "این" کتاب آقای سنجل خالی از ایراد نیست(ایشون بیشتر در زمینه ترمودینامیک مطرح اند)مثلا این شکل و نگاه کنید که تو کتابشون آوردن که اشتباه "خیلی" فاحشیه :

حالا مقایسه کنید با شکلی که در کتاب آقای munson هست:فصل 3 صفحه 105

یا حتی مقایسه کنید با شکلی که خودشون تو همون کتاب اما چند صفحه بعدتر میآرن!:

همون داستان معروف لوله پیتوته که در شکل اول درست بالای نقطه سکون پیزومتر رو قرار داده و اختلاف ارتفاع رو به عنوان هد دینامیکی گزارش کرده(در صورتیکه در اون محل اولا سیال دچار سکون شده و دوم اینکه بعد از برخورد به لوله پیتوت(نقطه سکون)سیال دور میزنه و پروفیل سرعت منحنی میشه و دیگه استفاده از م.برنولی معتبر نیست)

اما در شکل دوم که در تمام کتابای سیالات همینطور معرفی میشه اختلاف ارتفاع بیانگر فشار دینامیکی هست.

میخوام بگم احتمال اینکه اشتباه داشته باشه این کتاب هست.

به هر حال نظر استاد اینه که در هر 2 صورت نقطه سکون داریم پست مورد اشاره رو اصلاح کردم.سر بزنید به اون پست حتما.همچنین به تست 2

*جدید*:

حتما بخوانید مقاله تحلیلی بنده رو راجع به نقطه سکون و دلیل اینکه معتقدم نقطه سکون نداریم در این مورد. اینجا کلیک کنید

حتما بخوانید نظر دکتر طاهریان استاد دانشگاه آلاباما امریکا را:اینجا کلیک کنید



تفاوت های یک مهندس با افراد معمولی هنگام تحلیل مسایل 4

هخامنش پارسی پنج‌شنبه 24 شهریور‌ماه سال 1390 @ 04:55 چاپ

یکی از دوستان سؤالی پرسیدن که میخوایم سعی کنیم به این سؤال اصولی جواب بدیم.


سؤال:چرا ادعا میکنید که وقتی دستمون رو جلوی شیر آشپزخونه میگیریم و آب (مسافت) بیشتر پرتاب میشه انرژی کمتری تلف میشه نسبت به حالتی که دستمون جلو شیر آشپزخونه نیست؟

میشه گفت آدما 4 نوع نگرش در قبال سؤالایی که ازشون پرسیده میشه دارن:


1-میترسه(نوعی اضطراب و عقب نشینی)و میگه ولش کن من چه میدونم

2-اصلا موافق نیستم ممکنه هر دو حالت به یه اندازه انرژی تلف شه چون که درسته که تو حالت اول که دست جلو شیر نیست آب سرعت کمی داره اما مقطع خروجی بازتره و دبی (AV) ممکنه در هر 2 حالت یکی باشه.

3-خب معلومه دیگه  وقتی دست رو میذاری جلو شیر،آب میخواد خراب کنه همه چیو ولی حالت اول نه.

4-خب چه جوری ثابت کنم انرژی کم میشه یا زیاد میشه یا ثابت میمونه؟

خب به ما یاد دادن انرژی توانایی انجام دادن کاره.کار هم که برابر ضرب نیرو در مسافته.پس اگه یه جسمی رو مثلا یه تیکه چوب کوچیک بذاریم جلو جریان آب تو حالت دست مانع میبینیم مسافت بیشتری پرت میشه،نیرویی هم که آب به تیکه چوب وارد میکنه برابرهست میبینیم در حالت دست مانع سرعت بیشتره چگالی آب و مساحت تیکه چوبم که در هر دو حالت یکیه

پس نیروی حالت دست مانع هم بیشتره در نتیجه انرژی در حالتیکه دستمون رو جلوی شیلنگ آب یا شیر آشپزخونه میگیریم بیشتر خواهد بود و پس:اتلاف انرژی در این حالت کمتر.

فرد شماره 1:بنا به دلیل ترس یا بعضیا واقعا تنبلی عقب نشینی میکنن>>نترسید منم میترسم باید خودمون و اصلاح کنیم باید علمی برخورد کنیم نه بزدلانه مرد بودن به ایناست نه چیز دیگه.

فرد شماره 2:مصداق بارز حاشیه پردازیه آخه به دبی چکار داریم؟!درسته یه لحظه چیزایی که عین طوطی یاد گرفتیم رخنمایی میکنه اما باید علمی برخورد کنیم داریم از انرژی صحبت میکنیم با دبی بدبخت چکار داری آخه؟!

فرد شماره 3:اینا عوام هستن که اتفاقا گاهی اوقات خیلی تمیز جواب میدن اما "اصلا" به این نوع تفکر اعتباری نیست اگه بود آسمون واقعا آبی بود یا خورشید دور زمین میگشت و سراب آب بود!*

فرد شماره 4:ایده آل ماها باید این فرد باشه چقدر تمیز و قشنگ اون چیزی رو که بهش یاد دادن وفق اصول "پیاده" کرد>>پیاده کرد>>پیاده کرد>>پیاده کرد>>پیاده کرد>>پیاده کرد>>پیاده کرد!



*به باریکی موی مرز میآن این فرد و فرد شماره 2 نگاه کنید که اینجاهاست که عوام میگن این چیزا که خوندی تئوریه باید بری عملی شی! احترام و شان خودتون رو با "فرد شماره 4 بودن" حفظ کنید.این مدل رفتار کردن در ابتدا خیلی سخته چون باید علف هرزامونو بکنیم از ته اما به مرور زمان عالی میشه.

همت کنید همه مون پیروزیم ایشالا به خواست خدای بزرگ




آیا با گرفتن دست در جلوی شیلنگ آب نقطه سکون داریم؟

هخامنش پارسی چهارشنبه 23 شهریور‌ماه سال 1390 @ 18:15 چاپ

مولف ارجمند جناب آقای سنجل (yunus cengel که بیشتر به خاطر کتاب ترموشون معروفند) در کتابشون(اصول علوم حرارتی و سیالاتی) هنگام بررسی این مساله میگند بله و شکلی هم ارایه میکنند(یه بچه که با شست دستش جلوی شیلنگ آب رو گرفته)منتها من موافق نیستم با توجه به تعریف نقطه سکون(:لینک

بهتره خودتون 2 شکل زیر رو نگاه کنید

به نظر من فقط اگر مثل شکل 1 راه آب رو سد کنیم نقطه سکون پشت شست دست داریم اما اگه مثل شکل 2 باشه دیگه سکون نداره سیال اما آقای سنجل

معتقدن که شکل 2 هم سکون داره سیال.


 
توجه:مقیاس دو شکل یکی نیست.


پاسخ تست 2

هخامنش پارسی سه‌شنبه 22 شهریور‌ماه سال 1390 @ 10:28 چاپ

لینک: تست 2
تعریف نقطه سکون:هر جسم جامد که درون جریان یک سیال،ساکن باشد(بی حرکت باشد) طوریکه بخشی از جریان از بالا و بخشی از جریان از پایین آن بگذرد دارای نقطه سکون است که در آن نقطه سرعت صفر میباشد.

با توجه به تعریف تنها گزینه 4 درست است و نقطه سکون درست در وسط پیشانی بلوک سیاه رنگ قرار دارد.

توجه:ممکن است شکل 3 و 2 نیز دارای نقطه سکون باشه اما مطمین نیستم در این خصوص حتما اینجا رو کلیک کنید

حتما بخوانید نظر استاد دکتر طاهریان استاد دانشگاه آلاباما امریکا را: اینجا کلیک کنید



پاسخ تست 1

هخامنش پارسی سه‌شنبه 22 شهریور‌ماه سال 1390 @ 01:14 چاپ

لینک:تست 1

وظیفه شیر (valve) کاهش یا افزایش دبی است از طریق اتلاف انرژی سیال.سیال با یک سرعت مشخص(مثلا v) به شیر میرسد دچار کاهش سطح مقطع عبور می شود پس سرعتش افزایش میابد (v'>>v) و ناگهان به مقطع کم سرعت(پس از شیر v) میرسد>>با کله میخوره به سیال کم سرعت!انرژی بسیار زیادی تلف میشه و باعث میشه سرعت خروجی سیال کم بشه و در نتیجه دبی کاهش پیدا کنه.
گزینه 3 درست است.


تعداد کل : 15   1     2     3   >>