جزوه رنگی و تایپ شده کارگاه ماشین افزار
مهندسی مکانیک دانشگاه پیام نور مهندس فرخنده علمی کاربردی استاد بنائی دانشگاه آزاد کارشناسی ارشد کاردانی برای آزمون استخدامی مرتضی
“” : : : ً ً ً ً :
ً 
() () ) ً ً ()
: () () () (). ()، (). . تغییر شکل سیال به ویسکوزیته μ سیال بستگی دارد. ما به جامدات به عنوان الاستیک و سیالات به عنوان چسبناک اشاره می کنیم. به طور غیررسمی تر، می گوییم که جامدات «فاری بودن» را نشان می دهند. به عنوان مثال، هنگامی که از روی یک چاله رانندگی می کنید، به دلیل فشرده شدن و انبساط فنرهای فلزی سیم پیچ، ماشین بالا و پایین می پرد. از طرف دیگر، سیالات اثرات اصطکاک از خود نشان می دهند به طوری که کمک فنرها، که حاوی سیالی هستند که با فشار از یک دهانه کوچک عبور می کند، به دلیل اصطکاک سیال انرژی را هدر می دهند و پس از چند نوسان، جهش را متوقف می کنند.
این ایده که مواد را میتوان به عنوان جامد یا مایع دستهبندی کرد برای اکثر مواد صادق است، اما تعدادی از مواد هم فنری و هم اصطکاک را از خود نشان میدهند. به آنها ویسکوالاستیک می گویند. بسیاری از بافت های بیولوژیکی ویسکوالاستیک هستند. به عنوان مثال، مایع سینوویال در مفاصل زانو انسان آن مفاصل را روان می کند، اما مقداری از شوک وارده در حین راه رفتن یا دویدن را نیز جذب می کند. نمونه های دیگر از مواد ویسکوالاستیک برخی از پلیمرها، فلزات در دماهای بسیار بالا و مواد قیر مانند آسفالت هستند.
1.2 معادلات اساسی
تجزیه و تحلیل هر مشکلی در مکانیک سیالات لزوماً شامل بیان قوانین اساسی ماشین افزار بر حرکت سیال است. قوانین اساسی که برای هر سیال قابل اجرا هستند عبارتند از:
1 بقای جرم
2 قانون دوم حرکت نیوتن (که اصل تکانه خطی نیز نامیده می شود)
3 اصل تکانه زاویه ای
4 قانون اول ترمودینامیک
5 قانون دوم ترمودینامیک
دانلود رایگان خلاصه کتاب کارگاه ماشین افزار pdf
همه قوانین اساسی معمولاً برای حل یک مشکل لازم نیستند. از سوی دیگر، در بسیاری از مسائل لازم است که روابط اضافی را وارد تحلیل کنیم که رفتار خواص فیزیکی سیالات را در شرایط معین توصیف می کند. به عنوان مثال، معادله گاز ایده آل حالت
مدلی است که چگالی را به فشار و دما برای بسیاری از گازها در شرایط عادی مرتبط می کند. در معادله 1.1، R ثابت گاز است. مقادیر R در ضمیمه A برای چندین گاز معمولی آورده شده است. p و T در معادله 1.1 به ترتیب فشار مطلق و دمای مطلق و ρ جزوه کارگاه ماشین افزار (جرم در واحد حجم) است. مثال 1.1 استفاده از معادله حالت گاز ایده آل را نشان می دهد.
بدیهی است که قوانین اساسی که به آنها می پردازیم همان قوانینی است که در مکانیک و ترمودینامیک استفاده می شود. وظیفه ما این خواهد بود که این قوانین را به شکل های مناسب برای حل مسائل جریان سیال و اعمال آنها در موقعیت های بسیار متنوعی فرموله کنیم.
مثال 1.1 اولین کاربرد قانون در سیستم بسته
یک دستگاه سیلندر پیستونی ماشین افزار 0.95 کیلوگرم اکسیژن در ابتدا در دمای 27 درجه سانتیگراد و فشار ناشی از وزن 150 کیلو پاسکال abs است. حرارت به گاز اضافه می شود تا به دمای 627 درجه سانتیگراد برسد. مقدار گرمای اضافه شده در طول فرآیند را تعیین کنید.
1.3 روش های تجزیه و تحلیل
اولین قدم در حل یک مشکل، تعریف سیستمی است که میخواهید تحلیل کنید. در مکانیک پایه، ما به طور گسترده ای از نمودار آزاد بدن استفاده کردیم. در مکانیک سیالات، بسته به مسئله مورد مطالعه، از یک سیستم یا یک ولوم کنترلی استفاده خواهیم کرد. این مفاهیم با مفاهیمی که در ترمودینامیک استفاده کردید یکسان هستند (به ترتیب سیستم بسته و سیستم باز نیز نامیده می شوند). برای بدست آوردن عبارات ریاضی برای هر یک از قوانین ً ً -() ً جرم ثابت و قابل شناسایی دشوار است. بسیار راحتتر است که توجه را روی حجمی در فضایی که سیال از طریق آن جریان مییابد متمرکز کنید. در نتیجه، ما از رویکرد حجم کنترل استفاده می کنیم.
حجم کنترل حجمی دلخواه در فضا است که سیال از طریق آن جریان می یابد. مرز هندسی حجم کنترل را سطح کنترل می گویند. سطح کنترل ممکن است واقعی یا خیالی باشد. ممکن است در حالت استراحت یا در حال حرکت باشد. جزوه کارگاه ماشین افزار جریان را از طریق یک اتصال لوله نشان می دهد که یک سطح کنترل روی آن کشیده شده است. توجه داشته باشید که برخی از مناطق سطح با مرزهای فیزیکی (دیواره های لوله) مطابقت دارند و برخی دیگر (در مکان های 1، 2 و 3) قسمت هایی از سطح هستند که جزوه ماشین مخصوص هستند. برای حجم کنترلی که توسط این سطح تعریف شده است، میتوانیم معادلاتی برای قوانین اساسی بنویسیم و نتایجی مانند نرخ جریان در خروجی 3 با توجه به نرخ جریان در ورودی 1 و خروجی 2 یا نیروی مورد نیاز برای نگهداشتن محل اتصال به دست آوریم. مثال 1.2 نشان می دهد که چگونه از یک حجم کنترل برای تعیین نرخ جریان جرمی در قسمتی از لوله استفاده می کنیم. دقت در انتخاب حجم کنترل همیشه مهم است، زیرا این انتخاب تأثیر زیادی بر شکل ریاضی قوانین اساسی دارد.
مثال 1.2 حفظ انبوه اعمال شده برای کنترل حجم
یک بخش لوله آب کاهنده دارای قطر ورودی 50 میلی متر و قطر خروجی 30 میلی متر است. اگر سرعت ورودی ثابت (میانگین در سراسر ناحیه ورودی) 2 5 متر بر ثانیه است، سرعت خروج را پیدا کنید.
رویکرد دیفرانسیل در مقابل انتگرال
قوانین اساسی که ما در مطالعه ماشین افزار سیالات اعمال می کنیم را می توان بر حسب ً
فهرست مطالب