مدیریت زمان و مهندسی مکانیک
مدیریت زمان و مهندسی مکانیک

مدیریت زمان و مهندسی مکانیک

پاسخ:اتلاف بیشتر انرژی در انبساط ناگهانی

لینک:اینجا کلیک کنید

حقیقت این است که در اینگونه موارد نگاه میکنیم به اینکه انرژی جنبشی سیال چقدر هدر می رود؟

ماهیت اتلاف انرژی در هر دو مورد چه در انبساط چه در انقباض ناگهانی یکیست و در هر دو دلیل هدر رفتن انرژی: "برخورد سیال با سرعت بیشتر به سیال با سرعت کمتر می باشد و در نتیجه ایجاد جریان برگشتی(Backflow) می باشد که نفس جریان رو میگیره!>>ضرب المثل زیبای خلاف جریان آب شنا کردن".

در هر دو شکل زیر جریان از چپ به راست است.

اما به دلایل زیر اتلاف در انبساط ناگهانی بسیار بیشتره:

1-تنگ شدن مسیر عبور (و در نتیجه افزایش سرعت سیال در اون مسیر تنگ)نسبت به گشاد شدن میسر پس از آن در یک انقباض ناگهانی بسیار کمتر از یک انبساط ناگهانی است.یعنی در شکل 1 مسیر در مقطع 1 نسبت به مقطع 2 خیلی تنگ نیست ضمن اینکه گشادشدنش(انبساط)تدریجیه نه ناگهانی اما در شکل 2 مسیر در مقطع 1 نسبت به مقطع 2 خیلی تنگ تر است.

2-سیال در یک مقطع تنگ نسبت به مقطع گشاد دارای سرعت بسیار بالا تری است(اصل پیوستگی) پس وقتی ناگهان به سرعت کمتر میخورد ناگهان تمایل به برگشت یا ایستادن پیدا میکند پس انرژی زیادی تلف میشود.هم در انبساط ناگهانی و هم در انقباض در واقع نوعی انبساط ناگهانی رخ می دهد:در هر دو شکل 1 و 2 از مقطع 1 به مقطع 2.

همین اتفاق رو ما در یک شیر(valve)داریم.

نکته ای که ممکنه بعضی از دوستان تناقض باشه تو ذهنشون اینه که انسداد جریان در یک انقباض خیلی بیشتره مثل شیر آب که وقتی کامل بسته باشه (kL=بینهایت) و هیچ جریانی برقرار نمیشه.این یک حرف منطقی و عقلانیه اما باید یک نکته در نظر داشت اونم اینکه تو انقباض جلوی سیال بازه اما تو یک انبساط کل سیالی که سرعتش زیاده با کله میخوره به سیال سرعت کم و هیچ راهیم نداره واسه دررفتن مثله سر چهار راهای پرترافیک که وقتی با سرعت زیاد میرسیم بهش کلی کفری میشیم و مجبور میشیم جلوییا برن تا بعد ما بریم.

نتیجه اخلاقی!:اینکه شتاب دار کردن یک جریان خیلی سادست اما دیسلریت کردن آن(کاهش دادن شتابش)به طور مفید و موثر کار سختی است. 

اگر به شکل های 8.26 و 8.27 کتاب آقای مانسون نگاه کنید(فصل هشت) می بینید که حداکثر ضریب اتلاف انرژی در انقباض ناگهانی حدود 0.5 (KL) اما برای انبساط ناگهانی در شرایط مشابه برابر 1 می باشد.

نظرات 1 + ارسال نظر
محمد شنبه 2 مهر‌ماه سال 1390 ساعت 12:20

ضمن سلام و خسته نباشید به همه دوستان و نویسندگان محترم این وبلاگ
واقعا دستتون درد نکنه از مقاله هاتون و بحثاش خیلی استفاده کردم
راستیش دنبال یه موضوعی بودم که به وبلاگ شما برخوردم. پاسخ سوالمو هنوز پیدا نکردم . خوشحال می شم اگه بتونید کمکی کنید . من راجع به رفتار سیال در شیپوره ها تحقیق می کنم و نحوه تحقق یافتن عدد ماخ در سیال هنگامی که در شیپوره ها جریان آشفته است می خوام اطلاعاتی بدست بیارم.
می خواستم بگم من دانشجو نیستم و تو صنعتم روی پمپ های هیدرولیک کار میکنم و این مساله تو طراحی می تونه راهگشا باشه
بازم ممنونم و براتون آرزوی موفقیت دارم
منتظر جواب یا مطلب در اینمورد هستم
پیروز باشید

امکان ثبت نظر جدید برای این مطلب وجود ندارد.