X
تبلیغات
رایتل

عدد ومرسلی

هخامنش پارسی جمعه 3 خرداد‌ماه سال 1392 @ 15:42 چاپ

عدد ومرسلی(Womersley number)‏ یک عدد بی بعد است که در مکانیک بیوسیالات نشان دهنده ی رابطه ی فرکانس جریان ضربانی به ویسکوزیته است.این عدد به افتخار ریاضیدان بریتانیایی جان ومرسلی(John Ronald Womersley)‏ نامگذاری شده است.

رابطه\alpha = R \left( \frac{\omega}{\nu} \right)^{1/2} \ = R \left( \frac{\omega \rho}{\mu} \right)^{1/2} \, , 

که در این رابطه R مقیاس طول مناسب (به عنوان مثال شعاع لوله)،\omega فرکانس زاویه ای نوسانات،\nu ویسکوزیته سینماتیک،\rho چگالی و \mu ویسکوزیته دینامیک سیال است.همچنین می توان عدد ومرسلی را از ضرب عدد رینولدز و عدد استروهال به دست آورد:

\alpha = \left( 2\pi \cdot Re \cdot Sr \right)^{1/2}\, .

منبع :wikipedia


اثبات م ون کارن-افت موضعی-سرعت درهم

علی راد پنج‌شنبه 26 اردیبهشت‌ماه سال 1392 @ 16:25 چاپ

سه سوال برام فرستاده شد. در مورد اثبات معادله ی انتگرالی ون کارمن-افت موضعی در انبساط و انقباض ناگهانی-پروفیل سرعت در جریان درهم

دانلود سوالات

اثبات افت موضعی در متن سیالات مانسون هست از ص 498. ترجمه ی فیروزآبادی- ویرایش چهارم چاپ اول

اثبات ون کارمن از ص 440 شیمز هست-ترجمه انتظاری چاپ 10

سرعت درهم هم از 210 ص کتاب 

دانلود کتاب تحلیل لایه مرزی ژوزف اشتز

هست.


رفع اشکال سیالات-درک شرط مرزی

علی راد چهارشنبه 25 اردیبهشت‌ماه سال 1392 @ 15:15 چاپ

نمونه سوال:(نکته ی مهم اینکه پاسخ و تلاش خودشون رو فرستادن)

سوال:

من جواب تمرین یه سوال رو خودم نوشتم، اما با جواب نهایی که استاد داده یکی نشده، خواستم ببینم کجای کارم اشتباه کردم. استاد فقط جواب نهایی رو داده.

در تصاویر پیوست راه حل و جواب خودم به همراه جواب نهایی استاد رو نوشتم.

دانلود پیوست

پاسخ:

شرط مرزی دوم رو اشتباه نوشتی باید تنش برشی رو صفر قرار بدی یعنی مشتق مولفه ی ایگرگ سرعت در راستای ایکس. سوال گفته تسمه از مخزن زده بیرون پس در مجاورت هوا قرار داره. مثلث در شکل هم سطح مخزن رو نشون میده

ادامه ی سوال:

فقط یک سوال ساده. چرا تنش برشی در دیواره صفر هست؟

بخاطر اینه که سرعتی اونجا وجود نداره؟

پاسخ:

سرعت اگه اونجا صفر باشه که همون شرط مرزی که اول گذاشتین میشه.

نیگاه اگه درگیر ریاضی نشیم و فقط بخوایم فیزیکی توضیح بدیم:

منطقه ی مورد نظر با هوا تماس داره. هوا لزجتش خیلی کمه، پس نمیتونه به اون صورت مقاومتی ایجاد کنه برای اون منطقه تا تنش برشی ایجاد بشه. در واقع اونجا تنش برشی وجود داره چون هوا لزجتش صفر نیست(به هر هال خلا که نیست) ولی بسیار ناچیز هست.

زوم کن به تعریف تنش برشی:

تو تعریف تنش برشی علاوه بر همون رندی که گفتیم ، لزجت هم هست... همون قانون لزجت نیوتن دیگه)

اگه بازم متوجه نشدین یه خورده تصور کنید شرایط رو. اگه بجای هوا مثلا همون روغن بود یا حتی بدتر عسل بود!


5 تست سیالات با پاسخ تشریحی

علی راد یکشنبه 22 اردیبهشت‌ماه سال 1392 @ 12:39 چاپ

سوال اول:

کدام گزینه صحیح نیست؟

1)مفهوم تابع جریان قابل کاربرد در جریان داخل لوله ها نیست.

2)برای سیال تراکم ناپذیر آهنگ انبساط حجمی صفر است.

3)هر جریان غیر چرخشی را می توان بصورت گرادیان یک تابع اسکالر بیان کرد.

4)اگر کرل میدان سرعت صفر باشد، آنگاه میدان جریان غیر چرخشی است.

سوال دوم:

درصورتیکهφ   و φ از طریق معادله ی لاپلاس حل شوند، کدامیک از جواب های زیر نیز یک حل معادله ی لاپلاس است؟

1) φ²

2) φφ

3) φ

4)  φ


سوال سوم:

در جریان آب داخل لوله در مقطع 1 فشار برابر 150 کیلو پاسکال و ارتفاع برابر 10 متر است. اگر در مقطع 2 فشار برابر 50 کیلو پاسکال و ارتفاع برابر 20 متر باشد، جهت جریان؟(اعدادی که در محاسبات لازم دارین،رند در نظر بگیرید)


1- جریان از مقطع 2 به مقطع 1

2- جریان از مقطع 1 به مقطع 2

3- جریانی وجود ندارد

4- اطلاعات کافی نیست 

سوال چهارم:

طول اختلاط پرانتل...

1- مستقل از فاصله ی شعاعی تا محور لوله است.

2- در دیواره لوله صفر است.

3- مستقل از تنش برشی است.

4- یک ثابت عمومی است.

سوال پنجم:

در جریان آب داخل لوله در مقطع 1 فشار برابر 150 کیلو پاسکال و ارتفاع برابر 10 متر است. اگر در مقطع 2 فشار برابر 50 کیلو پاسکال و ارتفاع برابر 20 متر باشد، جهت جریان؟(اعدادی که در محاسبات لازم دارین،رند در نظر بگیرید)جریان کاملا توسعه یافته و مقطع لوله ثابت است.


1- جریان از مقطع 2 به مقطع 1

2- جریان از مقطع 1 به مقطع 2

3- جریانی وجود ندارد

4- اطلاعات کافی نیست  


ادامه مطلب...

روش ساده ی ساخت تلمبه و پمپ خلا

علی راد جمعه 23 فروردین‌ماه سال 1392 @ 14:25 چاپ

روش ساده ی ساخت تلمبه و پمپ خلا:چندان هم ساختنش ساده نیست. ترجیحا برای کارهای آزمایشگاهی،تلمبه بادکنک بخرید(فی 3500 تومن) 

منبع متن زیر:http://www.tebyan.net

پمپ خلاء دست‌ساز

جو و هوا، اطراف ما را احاطه کرده‌است و ما در آن زندگی می‌کنیم. با حذف فشار هوا کارهای عجیب و غریبی را می‌توان انجام داد. در نبود هوا، پر، مثل سنگ سقوط می‌کند، آب در دمای اتاق به جوش می‌آید، زنگ نمی‌تواند صدا تولید کند، بادکنک خودبه‌خود باد می‌شود. غذای یخ زده، آبش را از دست داده و خشک می‌شود ولی شکل ظاهری‌اش را حفظ می‌کند.

گاهی شما برای خشک‌کردن چیزی، یا حرکت دادن مایع در لوله یا خارج کردن هوا از مایعی، به مقدار کمی خلاء نیاز دارید. در این پروژه از قطعات لوله‌کشی متداول و ارزان، پمپ خلاءای می‌سازیم. سپس به کمک آن حجم تکه یونولیتی را به دو برابر افرایش می‌دهیم، و به مرور زمان با خارج کردن هوا از داخل یونولیت، آن را چروکیده می‌کنیم.

اگر تمام وسایل و مواد اولیه آماده باشد، پمپ در کمتر از نیم ساعت ساخته می‌شود.

 

پمپ خلاء دست‌ساز
وسایل مورد نیاز

لوله‌ی PVC 40 به طول 120 سانتی‌متر و قطر 1 اینچ

لوله‌ی PVC 40 به طول 120 سانتی‌متر و قطر 0.5 اینچ

لوله‌ی PVC 80 (با دیواره‌ی ضخیم) به طول 30 سانتی‌متر و قطر 4/3 اینچ

شیر یک‌طرفه‌ی PVC یک اینچی

سه‌راهی PVC تی شکل 1 اینچی

30 سانتی‌متر شیلنگ شفاف

سرشیلنگ‌خور 2/1 اینچ که به شیلنگ تطبیق کامل دارد

30 سانتی‌متر pVC نیم اینچ که به سرلیلنگ‌خور منطبق باشد

یک زانویی که لوله‌ی PVC  یک اینچی را به لوله ی 2/1 اینچی وصل کند.

یک حلقه ی لاستیکی (O رینگ). این حلقه باید به راحتی از داخل لوله ی 1 اینچی و به سختی روی لوله ی 2/1 حرکت کند. شاید چند اندازه‌ی مختلف برای این کار لازم باشد تا با سعی و خطا بهترین آن انتخاب شود.

یک قوطی چسب PVC شفاف

یک ظرف شیشه‌ای مربا برای خالی کردن هوا از آن

یک سرشیلنگ‌خور برنجی که به شیلنگ انطباق کامل داشته باشد، که جنس آن می‌تواند پلاستیکی باشد، اما شما باید برای اتصال آن از چسب استفاده کنید نه از لحیم!

 

برای اینکه ببینید پمپ چگونه کار می‌کند به شکل زیر توجه کنید. پمپ از یک لوله‌ با قطر کم (که نامیده می‌شود) و یک لوله با قطر زیاد (که سیلندر نامیده می‌شود) تشکیل شده‌است. شکل زیر پمپ را هنگام کار در دو موقعیت نشان می‌دهد. در شکل (الف)، با کشیدن پیستون، هوا وارد لوله می‌شود. در تصویر (ب) وقتی پیستون به داخل بازگردانده می‌شود، هوا از لوله خارج می‌شود. در انتهای سمت راست لوله، شیر یک‌طرفه‌ای قرار دارد. این شیر اجازه می‌دهد هوا وارد لوله شود ولی از خروج هوای داخل لوله جلوگیری می‌کند.

در انتهای پیستون یک شیر دست‌ساز یک‌طرفه قرار دارد. شیر یک‌طرفه‌ی دست‌ساز به کمک حلقه‌ی لاستیکی "O" ساخته می‌شود، این حلقه روی پیستون بالا و پایین می‌لغزد. سوراخی در پیستون ایجاد شده و دو "مانع" به آن وصل است به طوری که حلقه‌ی "O" نمی‌تواند از آن‌ها عبور کرده و بلغزد.

وقتی پیستون به سمت سیلندر هل داده می‌شود، حلقه‌ی "O" به عقب می‌لغزد و اجازه می‌دهد هوای داخل سیلندر از سوراخ (دریل شده) خارج شود و در نهایت از پیستون توخالی، خارج شود. وقتی پیستون از سیلندر بیرون آورده می‌شود، حلقه‌ی "O" به سمت مانع انتهای پیستون می‌لغزد و مانع خروج هوا به سمت سوراخ (دریل شده) می‌شود. انتهای سمت راستی پیستون بسته است (لوله آب‌بندی است). سمت چپ باز است و اجازه می‌دهد هوا خارج و رها شود.

الف تصویر اول شکل زیر

ب تصویر دوم شکل زیر

پمپ خلاء دست‌ساز

 

تصاویر زیر مراحل سرهم‌بندی پروژه را نشان می‌شود که به درک بهتر عملکرد دستگاه نیز کمک می‌کند.

اولین قدم، ساخت پیستون است. ما کار را با افزودن دو مانع شروع می‌کنیم، این دو از حرکت حلقه‌ی لاستیکی "O" جلوگیری می‌کنند. این دو مانع از تکه‌های کوتاه لوله‌ی نازک 4/3 اینچی ساخته می‌شوند. ما یک برش طولی در این لوله‌ها ایجاد می‌کنیم تا بتواند به طور کیپ و فشرده روی لوله‌ی پیستون 2/1 اینچی قرار گیرد.

پمپ خلاء دست‌ساز

با مقدار زیادی چسب PVC، مانع‌ها را به پیستون بچسبانید و به کمک نوارهای کشی آن‌ها را در هم فشرده و محکم کنید. مانع‌ها باید حدود 2 سانتی‌متر از هم فاصله داشته باشند.

پمپ خلاء دست‌ساز

در وسط فضای بین دو مانع، سوراخ‌هایی را در لوله‌ی 2/1 اینچی ایجاد کنید. در تصویر زیر می‌بینید که سه سوراخ در لوله ایجاد شده است. این سوراخ‌ها در فواصل مساوی دور لوله قرار دارند.

پمپ خلاء دست‌ساز
پمپ خلاء دست‌ساز

تصویر مقابل چندین مرحله ساده را نشان می‌دهد که کامل شده‌است. شیر یک‌طرفه به انتهای لوله‌ی سیلندر 1 اینچی چسبانده شده است. دقت کنید جهت شیر پیکان شیر یک‌طرفه، به سمت سیلندر باشد. یک تکه‌ی کوتاه از لوله‌ی 1 اینچی به طرف دیگر شیر یک‌طرفه چسبانده شده است و چند اتصال کاهنده (تبدیل قطر زیاد به کم) طوری چسبانده می‌شوند که انتهای مسیر به قسمت شیلنگ‌خور پایان می‌پذیرد. بهتر است لوله‌ی تبدیل تحت زاویه‌ی 90 درجه قرار گرفته و به دنبال آن یک تکه لوله‌ی خاکستری به تبدیل وصل شود، به دنبال لوله‌ی خاکستری قسمت شیلنگ‌خور خاکستری چسبانده می‌شود. مطمئن شوید تمامی قطعات که به‌طور زنجیروار به دنبال هم هستند خوب چسب خورده و به‌هم وصل باشند تا تمام درزها آب‌بندی (هوابندی) باشد.

همچنین به انتهای سمت چپ لوله‌‌ی پیستون، سه‌راهی "T" شکلی چسبانده شده تا به عنوان دسته عمل کند.

پمپ خلاء دست‌ساز

 

‌مرحله‌ی بعد ساخت یک گرده‌ی پلاستیکی نازک است که سمت راست لوله‌ی پیستون را ببندد. ما این گرده‌ی نازک را با صاف کردن یک تکه‌ی کوچک از لوله‌ی نازک 4/3 اینچی و سپس گرد بریدن آن می‌سازیم.

برای صاف کردن لوله، شیار طولی در لوله ایجاد کنید، و سپس آن را روی اجاق گرم کنید تا پلاستیک نرم شود.

 

 

وقتی پلاستیک نرم شد، می‌توان آن را با فشردن روی سطوح صاف ضد حرارت (مثل سفال یا کف پوش سیمانی) صاف نمود. در تصویر بالا ما از انبردست و دم‌باریک استفاده کرده‌ایم. البته اگر دست‌کش چرمی به دست کنید (تا مانع سوختن آن شود) می‌توانید به کمک آن پلاستیک نرم را صاف نمایید. با قرار دادن ته لیوان شیشه‌ای روی پلاستیک می‌توانید هم‌زمان با سرد شدن، آن را صاف نمایید.

پمپ خلاء دست‌ساز

با قرار دادن لوله‌ی 2/1 اینچی روی پلاستیک صاف، دایره‌ای روی آن بکشید. با یک قیچی آهن‌بر یا ابزار برش قوی دیگر، همانند تصویر مقابل، دایره‌ی پلاستیکی را ببرید.

پمپ خلاء دست‌ساز
پمپ خلاء دست‌ساز

 

حال گرده‌ی پلاستیکی را به ته لوله‌ی پیستون بچسبانید. برای این کار زیاد چسب بزنید. اجازه دهید چسب خشک شود و سپس نوارهای کشی را بردارید.

سپس حلقه‌ی "O" را از روی مانع‌ انتهای پیستون رد کنید و در فضای بین دو مانع (جایی که سوراخ‌ها دریل شده‌اند) قرار دهید. برای روان کردن حلقه‌ی "O" و اطمینان از آب‌بندی و هوابندی درزها، ما از مقدار بسیار زیادی گریس استفاده کرده‌ایم.

پمپ خلاء دست‌ساز

 

 

 

اکنون پیستون را داخل سیلندر قرار می‌دهیم. در این موقع حلقه‌ی "O" باید کیپ و بدون درز در سیلندر قرار گیرد با این حال گریسی که به آن مالیده شده باعث می‌شود تا پیستون به راحتی و روان در سیلندر حرکت کند.

 

 

پمپ خلاء دست‌ساز

اکنون می‌توان شیلنگ را به قسمت شیلنگ‌خور وصل نمود. برای اینکه این کار به راحتی انجام شود، انتهای شیلنگ را برای چند دقیقه در آب خیلی گرم قرار دهید تا نرم شود. بدین ترتیب راحت داخل شیلنگ‌خور می‌شود و به تدریج سرد و جمع شده و خیلی سفت به شیلنگ‌خور وصل می‌شود.

تصویر سمت راست، پمپ کامل شده را نشان می‌دهد که به دستگاه اندازه‌گیری فشار وصل شده است. این وسیله را در فروشگاه‌های لوازم خودرو می‌توان تهیه نمود. فشار سنج مقدار 23 اینچ جیوه (معادل 0.05 اتمسفر) را نشان می‌دهد که فشار نسبتاً کمی است.

پمپ خلاء دست‌ساز

سپس ظرفی را برای خلاء کردن درست می‌کنیم. این ظرفی است که به کمک شیلنگ به پمپ خلاء وصل می‌کنیم. بدین ترتیب می‌توانیم در ظرف چیزهایی قرار دهیم و سپس هوا را از ظرف خارج نماییم. ظروف مربا برای این کار خیلی خوب هستند زیرا آن‌ها طوری طراحی شده‌اند که بتوانند خلاء را تا حدودی تحمل کنند.

برای ساخت ظرف، سوراخی را در وسط در ظرف ایجاد می‌کنیم، و سری شیلنگ‌خوری را به آن وصل می‌نماییم. در تصویر مقابل می‌بینید که سری شیلنگ‌خور برنجی را استفاده کرده‌ایم و آن را به سوراخ درب ظرف لحیم کرده‌ایم. البته شما می‌توانید از سری شیلنگ‌خور پلاستیکی استفاده کنید و آن را با چسب به در ظرف وصل کنید.

دو عدد شیرینی خمیر مانند را داخل ظرف بگذارید. وقتی هوای ظرف تخلیه می‌شود ابعاد خمیر به دو برابر افزایش می‌یابد. سپس وقتی هوا از داخل خمیر‌ها خارج شد، آن‌ها چروکیده و جمع می‌شوند. بعداً وقتی شیلنگ را از درب ظرف برمی‌داریم هوا وارد ظرف می‌شود و خمیر به حالت خیلی متراکم فشرده می‌شود (تقریباً به چگالی آب نبات می‌رسد). خمیر‌ها به نظر سنگین‌تر می‌آیند اگر چه وزن آن‌ها یکی است.

پمپ خلاء دست‌ساز


وکیوم چیست؟

علی راد جمعه 23 فروردین‌ماه سال 1392 @ 00:02 چاپ

وکیوم Vacuum یا خلاء به فضایی گفته می شود که خالی از ماده باشد. در چنین حالتی مولکول های هوا که عامل ایجاد فشار می باشند نیز وجود ندارند. این تعریف ایده آل خلاء می باشد. فشار صفر مطلق، در این فضا تعریف می شود. در عمل رسیدن به چنین محیطی امکان پذیر نیست زیرا همیشه تعدادی مولکول گاز وجود دارند. اما رسیدن به فشارهای بسیار بسیار پایین دور از واقعیت نیست و امروزه سیستم های وکیومی تولید شده اند که می توانند محیط هایی با قدرت تفکیک مولکول بر واحد حجم، بسیار پایین ایجاد کنند.

در اصطلاح به فشارهای پایین تر از فشار اتمسفر هوا، حالت خلاء گفته می شود. کلمه وکیوم از معادل لاتین کلمه خالی Empty می آید. با این وصف فشار مابین فشار اتمسفر و صفر مطلق را می توان حوزه سیستم های وکیوم دانست.

یک سیستم خلاء مجموعه ای متشکل از پمپها، فشارسنجها، شیرها، تله ها، اتصالات دایمی و غیر دایمی (فلنج ها) و لوله های متصل کننده آنها به یکدیگر است.

خلاء بسته به فشار گاز به چند دسته تقسیم بندی می شود:

خلاء کم، از فشار اتمسفر تا 1 میلی بار

خلاء متوسط: از 1 میلی بار تا 10E-3 میلی بار

خلاء زیاد: از 10E-3 میلی بار تا 10E-7 میلی بار

خلاء خیلی زیاد: از 10E-7 میلی بار تا 10E-14 میلی بار

فشار گاز عبارت است از نیرو بر واحد سطحی که از طریق گاز در یک ظرف، بر سطح داخلی آن وارد می شود. در حقیقت مولکول های گاز از طریق انرژی جنبشی مولکول ها، به سطح ظرف ضربه یا نیرو وارد می کنند. هر چه دما بالاتر باشد مولکول ها با سرعت بیشتری حرکت می کنند و به دیواره ظرف نیروی بیشتری وارد می نمایند.

بر اساس تئوری جنبشی گازها، فشار گاز متناسب با تعداد برخورد مولکول ها بر واحد سطح در واحد زمان است و داریم:

P=1/3mnc2

جایی که m   جرم مولکول بر حسب gr   (نسبت جرم مولکولی به عدد آواگادرو)، c   سرعت متوسط مولکول ها بر حسب cm/sec   و n    دانسیته مولکولی   (N/V)   یا ریشه دوم سرعت متوسط مولکولی بر حسب تعداد بر سانتیمتر مکعب است.

  

پایین ترین فشار قابل دستیابی در محیط آزمایشگاهی و دمای استاندارد، حدود 10E-13 torr   یا 13Pico Paمی باشد. البته در سیستم های دما پایین و در حدود 4 درجه کلوین فشارtorr 5×10E-17  یا  6.7Femto Pa  نیز به صورت غیر مستقیم اندازه گیری شده است. از آنجا که فشار گاز از جنبش مولکولی ناشی می شود و همچنین جنبش مولکولی به صورت مستقیم با دما رابطه دارد، فشارهای بسیار بسیار پایین را می بایست در دماهای نزدیک به صفر مطلق تجربه نمود.

در هر رده خلاء از روش های پمپاژ، اندازه گیری و انتقال خاصی استفاده می شود. به جرات می توان گفت که بیشتر کاربردهای خلاء در صنعت با خلاء کم (محدوده اتمسفر تا 1 میلی بار) صورت می گیرد.

خلاء کم بیشتر در فرآیندهای خشک کردن، فرمینگ، تغلیظ، تقطیر، پمپاژ مایعات، انتقال مواد، فیلتراسیون و فرآیندهای شیمیایی بکار می رود.

کوره های خلاء در خلاء متوسط عمل می کنند. لایه نشانی و تکنولوژی فیلم در محدوده خلاء زیاد ایجاد می شود. شتاب دهنده ذرات در محدوده بین خلاء زیاد و خیلی زیاد عمل می کند. خلاء های مافوق زیاد در همجوشی هسته ای و حلقه های شتاب دهنده ذرات کاربرد دارد. باید توجه داشت که هر حوزه وکیوم از تکنولوژی ویژه ای برخوردار است و بالطبع با پایین رفتن فشار، تمهیدات پیچیده تری می بایست بکار برد.

منبع:http://www.vacuumkaran.com


آلبوم سیالات 6

علی راد پنج‌شنبه 15 فروردین‌ماه سال 1392 @ 17:15 چاپ

تصویر زیر اشاره به؟


تعداد کل : 118 <<   1     2     3     4     5     ...     17   >>