بررسی مانومتر شیب دار

پیرو آنچه در مطالب قبل بیان شد، یکی از روش‌های فشار سنجی استفاده از مانومتر شیب دار است. علت اصلی استفاده از مانومتر شیب دار بالا بردن دقت اندازه گیری است. در ادامه همان‌طور که در گذشته پیزومتر شیب دار بررسی شد، به بررسی و حل مسئله از مانومتر شیب دار نیز پرداخته می‌شود. لازم است اشاره شود که از پیزومتر و مانومتر شیب دار برای اندازه گیری فشارهای کم استفاده می‌شود. وقتی که یک ساقه مانومتر مورب باشد محاسبات بسیار شبیه به مسئله پیزومتر شیب دار انجام می‌شود. با این تفاوت که برخلاف پیزومتر که فقط بررسی یک مایع کافی بود لازم است که در این محاسبات، ارتفاع عمودی هر دو سیال بررسی شود. مسئله زیر این موضوع را روشن می‌کند.

• مسئله

یک مانومتر آبی مطابق شکل زیر برای اندازه گیری فشار خط لوله بنزین استفاده شده است. فشار پیمانه‌ای بنزین در محور لوله را به دست آورید. چگالی آب و بنزین به ترتیب برابر با ۱۰۰۰ و ۷۱۹ کیلوگرم بر متر مکعب در نظر بگیرید.

جواب در ادامه مطلب...

تکانه و ساز و کار موشک ها

ساز و کار و مکانیزم دسته‌ای از موشک‌ها بر اساس تغییرات جرم و تغییرات تکانه ساخته شده است. به بیان دیگر سوخت داخل محفظه‌های موشک پس از احتراق و تغییر حجم نسبتاً زیاد با خروج سریع از نازل خروجی تغییر جرمی چشم گیر در ساختار موشک به وجود می‌آورد. این تغییر تکانه و به دنبال آن تغییر جرم به گونه ایست که باعث شتاب دادن به بدنه موشک می‌شود. دسته‌ای از مسائل در بخش مکانیک و سیالات مطرح می‌شوند که در آن‌ها از مقدار نیرو اعمال شده، تغییرات سرعت و مواردی از این دسته مورد سؤال قرار می‌گیرد. در ادامه به بررسی یکی از این مسائل پرداخته می‌شود. شکل زیر نمونه ای از این راکت ها را تشان می دهد.

ادامه مطلب...

• مسئله

به یکی از محفظه‌های موشک هیدروژنی با نرخ ثابت m’ هیدروژن تزریق می‌شود. هم چنین از سوی دیگر اکسیژن به مقدار کافی در محفظه وجود دارد؛ و هیدروژن به‌صورت کامل می‌سوزد و به‌صورت بخار آب خارج می‌شود. فشار و دمای گاز در این محفظه به ترتیب P و T است. مشخص کنید که در مجموع این محفظه چقدر نیرو باید تحمل کند؟

جواب در ادامه مطلب...

بررسی پیزومتر شیبدار

پیرو بحثی که در باره فشار سنجی انجام شد با بررسی یک مسئله در محاسبه فشار سنجی به وسیله پیزومتر به تبیین نحوه کار کرد این ابزار پرداخته می شود. لازم به ذکر است که امروزه پیزومتر هایی با کارایی بیشتر استفاده می شوند ولی در اینجا به بررسی مدل ساده آن اکتفا می شود.

• مسئله

مطابق شکل از یک پیزومتر مورب برای اندازه گیری فشار سیال درون یک لوله افقی با شعاع داخلی 40mm استفاده شده است. در صورتی که زاویه ای که لوله پیزومتر با افق می سازد برابر با 30 درجه و طول مایع درون لوله مورت نسبت به لوله محور لوله اصلی (x) برابر با 450mm باشد، فشار سیال در محور لوله و هم چنین فشار در جداره های بالا و پایین لوله را بیابید. چگالی سیال را برابر با 1.5g/cm³ فرض کنید. 

جواب در ادامه مطلب...

فشار سنجی (مانومتری)

یکی از روش های ساده برای اندازه گیری فشار سیالات در فشار کم استفاده از پیزومتر و مانومتر است. اساس کار هر دو این فشار سنج ها بر مشاهده تغییرات ارتفاع ستون مایع تعادل یافته قرار دارد. این متن به معرفی این دو فشار سنج می پردازد. باید دقت کرد که هنگامی که سیال در لوله ها در حال حرکت است، عموما منظور از فشار، فشار در محور لوله می باشد. در مورد گاز ها تفاوت فشار بین محور و جداره لوله بسیار کم است ولی در مایعات، مخصوصا در لوله های قطور این اختلاف فشار غیر قابل صرف نظر کردن است.

ادامه مطلب...

اصل پاسکال

اصل پاسکال یا اصل انتقال فشار مایعات بیان می کند که هر گاه در فشار مایع تراکم ناپذیر در حال تعادل تغییری اعمال شود، این تغییر بطور یکسان به تمام نقاط مایع منتقل می شود .

این یکی از اساسی ترین مفاهیم در مکانیک سیالات است و کاربرد بسیاری دارد. برای مثال در شکل زیر با تغییر فشار یک طرف در سمت دیگر همان مقدار تغییر فشار را دریافت می کنیم.

 

مسئله اثر ونتوری

هنگامی که سیال از لوله تنگی عبور می کند فشار آن افزایش می یابد. به این پدیده اثر ونتوری گفته می شود.

• مسئله

در مسیر یک سیال یک لوله ونتوری نصب می کنیم و مطابق شکل یک لوله U شکل به عنوان فشار سنج در دو مقطع لوله فشار را نشان می دهد. اگر چگالی سیال در طول مسیر ثابت بمانداندازه سرعت سیال را در زمان ورود بر حسب A₁ ,A₂ ,h ,g, چگالی سیال(p)در حال عبور و چگالی مایع(p_h) درون لوله U شکل بیابید.  

جواب در ادامه مطلب...

اصل برنولی

اصل یا قانون برنولی به بیان رابطه ای در مورد سیالات در حال حرکت در جریان یکنواخت می پردازد این قانون از پایستگی انرژی بدست می آید و نتایج بسیار حالبی دارد. یکی از نتایح این اصل بیان می کند که برای یک شاره هر گاه سرعت زیاد شود فشار آن کم می شود و بالعکس. در این جا به اثبات و توضیح این قانون می پردازیم.

• روش اول:

ایده اصلی برای اثبات استفاده از پایستگی انرژی است در این جا می گوییم مقدار انرژی مصرفی برای حرکت برابر با مقدار تغییرات انرژی مکانیکی است.در شکل یک قسمت کوچک شاره را در پایین لوله در نظر بگیرید این قسمت در حال حرکت است پس...

ادامه مطلب...

فرایند بی دررو

 فرایند بی دررو یا آدیاباتیک فرایندی بسیار سریع است و به همین علت هیچ گرمایی را منتقل نمی کند و طبق قانون اول ترمودینامیک:

$$\Delta U=Q+W  ,  Q=0 \rightarrow \Delta U=W$$

و معادله این فرایند به این صورت است:

$$PV^\gamma=C$$

که C یک عدد ثابت و گاما هم ضریب اتمیسیته است و برابر است با:

$$\gamma=\frac{C_p}{C_v}=1+\frac{R}{C_v}$$

محاسبه مقدار کار را در ادامه بخوانید

کار (ترمودینامیک)

در مکانیک کار را به صورت حاصل ضرب (ضرب داخلی بردار) نیرو در جابجایی می شناسیم. تعریف کار در ترمودینامیک هم به همین صورت است فقط برای راحتی در روابط آن نیرو و جابجایی را بر اساس فشار و حجم بیان می کنند. به همین دلیل کار به صورت حاصل ضرب فشار در حجم بیان می شود و در حالت دقیق تر...

ادامه مطلب...