Fluid Mechanics မိတ်ဆက်
Fluid mechanics သည် အနားယူချိန်နှင့် လှုပ်ရှားမှုတွင် အရည်များ (အရည်များ၊ ဓာတ်ငွေ့များနှင့် ပလာစမာ) တို့၏ အပြုအမူနှင့် သက်ဆိုင်သော ရူပဗေဒဆိုင်ရာ အကိုင်းအခက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ၎င်းတွင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ၊ မြို့ပြ၊ နှင့် ဓာတုအင်ဂျင်နီယာ၊ ဘူမိရူပဗေဒ၊ သမုဒ္ဒရာဗေဒနှင့် နက္ခတ္တဗေဒဆိုင်ရာ ပညာရပ်များ အပါအဝင် ကျယ်ပြန့်သော နယ်ပယ်များတွင် အသုံးချမှုများ ပါဝင်သည်။ fluid mechanics ကိုလေ့လာရာတွင် fluid statics ၊ rest at fluids နှင့် fluid dynamics ၊ motion in fluids တို့ကို ပိုင်းခြားထားသည်။
အရည်များ၏ဂုဏ်သတ္တိများ
fluid mechanics ကို နားလည်ခြင်းသည် fluid ၏ အပြုအမူကို သတ်မှတ်သည့် အဓိက ဂုဏ်သတ္တိများဖြင့် စတင်သည် ။
- သိပ်သည်းဆ ( \(\rho\) ) : အရည်တစ်ယူနစ် ထုထည်အလိုက် ထုထည်သည် အရည်မှုန်များ မည်မျှ ကျစ်လစ်သည်ကို ညွှန်ပြသည်။
- ဖိအား (P) : မျက်နှာပြင်ပေါ်ရှိ အရည်မှုန်များဖြင့် ယူနစ်ဧရိယာအလိုက် တွန်းအားပေးသည်။
- Viscosity ( \(\mu\) ) : ရွေ့လျားနေသော အရည်တစ်ခု၏ အတွင်းပိုင်းပွတ်တိုက်မှုကို ဖော်ပြသည့် အရည်တစ်ခု၏ စီးဆင်းမှုကို ခံနိုင်ရည်ရှိသော အတိုင်းအတာတစ်ခု။
- အပူချိန် (T) : အရည်၏ သိပ်သည်းဆနှင့် ပျစ်ဆိမ့်မှုကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ယေဘူယျအားဖြင့် အပူချိန် တိုးလာသည်နှင့်အမျှ အရည်အတွက် သိပ်သည်းဆ လျော့နည်းလာပြီး ပျစ်ဆိမ့်မှု လျော့ကျသွားသော်လည်း ဓာတ်ငွေ့များအတွက် တိုးလာပါသည်။
Fluid Statics
fluid statics တွင်၊ အရည်များသည် ငြိမ်နေမည် သို့မဟုတ် ၎င်းတို့၏ လှုပ်ရှားမှုသည် လေ့လာတွေ့ရှိထားသော ဖြစ်စဉ်များကို မလွှမ်းမိုးနိုင်ဟု ကျွန်ုပ်တို့ ယူဆပါသည်။ Fluid statics ၏ အဓိကနိယာမမှာ Pascal ၏နိယာမ ဖြစ်ပြီး ကျန်ရှိသောအရည်၏ မည်သည့်နေရာ၌မဆို ဖိအားသည် လမ်းကြောင်းအားလုံးတွင် တူညီသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤနိယာမကို အလုံပိတ်အရည်ထဲတွင် ဖိအားတိုးလာမှုကို မလျှော့ဘဲ ပို့လွှတ်သည့် ဟိုက်ဒရောလစ်စနစ်များတွင် ကျင့်သုံးသည်။
နောက်ထပ်အရေးကြီးသော အယူအဆမှာ အရည်ထဲတွင် လုံးလုံး သို့မဟုတ် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း နှစ်မြှုပ်ထားသော အရာဝတ္ထုတိုင်းကို အရာဝတ္တုမှ ရွှေ့ပြောင်းထားသော အရည်၏ အလေးချိန်နှင့် ညီမျှသော တွန်းအားတစ်ခုဖြင့် တွန်းအားပေးသည်ဟု ဆိုသော Archimedes ၏ နိယာမ ဖြစ်သည်။ ဤနိယာမသည် အရာဝတ္ထုများ အဘယ်ကြောင့် လွင့်မျောခြင်း သို့မဟုတ် နစ်မြုပ်သွားသည်ကို ရှင်းပြသည်။
Fluid Dynamics
Fluid dynamics သည် တွန်းအားများနှင့် ရွေ့လျားနေသော အရည်များတွင် ထွက်ပေါ်လာသော ရွေ့လျားမှုကို လေ့လာသည်။ အလျင်နှင့် အရှိန်ကဲ့သို့ ထပ်လောင်းကိန်းရှင်များ ပါဝင်သောကြောင့် ၎င်းသည် fluid statics ထက် ပိုမိုရှုပ်ထွေးပါသည်။ အရည်ဒိုင်းနမစ်များကို အုပ်ချုပ်သည့် အခြေခံညီမျှခြင်းများမှာ-
- Continuity equation : အရည်စီးဆင်းမှုတွင် ဒြပ်ထုထိန်းသိမ်းမှုကို ဖော်ပြသည်။ စုစည်းမရသော အရည်အတွက်၊ \(\frac{\partial A}{\partial t} + \nabla \cdot (A \vec{v}) = 0\) ၊ \(A\) ဟူသည့်နေရာတွင်၊ အပိုင်းခွဲဧရိယာ၊ \(t\) သည် အချိန်ဖြစ်ပြီး \(\vec{v}\) သည် အရည်၏အလျင်ဖြစ်သည်။
- Bernoulli ၏ ညီမျှခြင်း - အရည်၏ အမြန်နှုန်းနှင့် ၎င်း၏ အလားအလာ စွမ်းအင်တို့ကို ဆက်စပ်ပေးသည်။ ဖိမရသော အရည်များအတွက်၊ ၎င်းကို \(P + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = \textrm{စဉ်ဆက်မပြတ်}\) ၊ \(P\) သည် ဖိအားဖြစ်ပြီး \(\rho\) သည် သိပ်သည်းဆ၊ \(v\) သည် အလျင်ဖြစ်သည်၊ \(g\) သည် ဆွဲငင်အားကြောင့် အရှိန်ဖြစ်ပြီး၊ \(h\) သည် ရည်ညွှန်းမှတ်တစ်ခု၏ အထက် အမြင့်ဖြစ်သည်။
လျှောက်လွှာများ
Fluid mechanics ကို နယ်ပယ်အသီးသီးတွင် အသုံးချသည်-
- အင်ဂျင်နီယာပညာ တွင် ရေပေးဝေရေးစနစ်များ၊ လေအေးပေးစက်စနစ်များ၊ ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများနှင့် လေယာဉ်များကို ဒီဇိုင်းရေးဆွဲခြင်းနှင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းများတွင် အသုံးပြုသည်။
မိုးလေဝသဗေဒ တွင်၊ ၎င်းသည် လေထု၏ ဒိုင်းနမစ်များကို လေ့လာခြင်းဖြင့် ရာသီဥတုပုံစံများကို နားလည်ပြီး ခန့်မှန်းရာတွင် ကူညီပေးသည်။- ဆေးသိပ္ပံ တွင် သွေးစီးဆင်းမှု ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း၊ နှလုံးအဆို့ရှင်များနှင့် အသက်ရှူလမ်းကြောင်းဆိုင်ရာ စက်များကဲ့သို့သော ဆေးဘက်ဆိုင်ရာ ကိရိယာများ ဒီဇိုင်းထုတ်ခြင်းတွင် အရည်စက်မှုဆိုင်ရာ အခြေခံမူများကို အသုံးချသည်။
- သဘာဝပတ်ဝန်းကျင် သိပ္ပံ တွင် ၎င်းသည် မြစ်များနှင့် သမုဒ္ဒရာများအတွင်း လေထုညစ်ညမ်းမှု ပြန့်ကျဲမှု၊ တိုက်စားမှုနှင့် အနည်အနှစ်များကို လေ့လာရာတွင် အထောက်အကူပြုသည်။
အဓိက စမ်းသပ်မှုများနှင့် ဥပမာများ
fluid mechanics ၏ အခြေခံမူများစွာကို ရိုးရှင်းသော စမ်းသပ်မှုများနှင့် လေ့လာတွေ့ရှိချက်များမှတစ်ဆင့် နားလည်နိုင်သည်-
- Torricelli's Experiment : Bernoulli ၏ နိယာမကို သရုပ်ပြခြင်းဖြင့် ရေတစ်ခွက်တွင် ကောက်ရိုးတစ်ရာထည့်ကာ ထိပ်စွန်းကို ဖုံးအုပ်ထားခြင်းဖြင့် ဖန်တီးထားသော ဖိအားကွာခြားမှုကြောင့် ရေများ မထွက်အောင် တားဆီးနိုင်မည်ဖြစ်သည်။ အပေါ်မှ လေမှုတ်ခြင်းသည် ဖိအားကို လျော့နည်းစေပြီး ရေများ ထွက်သွားစေသည်။
- Archimedes ၏ နိယာမစမ်းသပ်ချက် - အရာဝတ္ထုတစ်ခုအား အရည်တစ်ခုတွင် ထားကာ ရွှေ့ပြောင်းထားသောအရည်၏ အလေးချိန်နှင့် ညီမျှသော အရည်မှ ထုတ်ပေးသော အထက်သို့ တွန်းအား (buoyancy) ကို စောင့်ကြည့်ခြင်းဖြင့် သရုပ်ပြနိုင်သည်။
အရည်စီးဆင်းမှုပုံစံများ
အရည်များ စီးဆင်းသောအခါတွင်၊ ၎င်းတို့သည် မတူညီသော အရည်စီးဆင်းမှု အခြေအနေများတွင် ခန့်မှန်းရန် အသုံးပြုသည့် အတိုင်းအတာမဲ့ ပမာဏဖြစ်သည့် Reynolds နံပါတ် (Re) အယူအဆဖြင့် ရှင်းပြထားသော မတူညီသော ပုံစံများကို ပြသသည်။ Reynolds နံပါတ်ကို \(Re = \frac{\rho vL}{\mu}\) အဖြစ် သတ်မှတ်ပြီး၊ \(v\) သည် စီးဆင်းမှုအလျင်ဖြစ်ပြီး \(L\) သည် ဝိသေသမျဉ်းအတိုင်း အတိုင်းအတာ (အချင်းကဲ့သို့)၊ နှင့် \(\mu\) သည် အရည်၏ ဒိုင်းနမစ် viscosity ဖြစ်သည်။
စီးဆင်းမှုပုံစံများကို အမျိုးအစားနှစ်မျိုးဖြင့် ကျယ်ပြန့်စွာ ခွဲခြားနိုင်သည်-
- Laminar စီးဆင်းမှု - အရည်မှုန်များသည် ချောမွေ့၍ စနစ်တကျ အလွှာများ သို့မဟုတ် စမ်းချောင်းများတွင် ရွေ့လျားသည်။ ၎င်းသည် ပျစ်သော စွမ်းအားများ လွှမ်းမိုးနေသည့် Reynolds နံပါတ်များ ( \(Re < 2000\) ) တွင် ဖြစ်ပေါ်သည်။
- Turbulent flow : အရည်မှုန်များသည် ဖရိုဖရဲပုံစံဖြင့် ရွေ့လျားသည်။ ၎င်းသည် မြင့်မားသော Reynolds နံပါတ်များ ( \(Re > 4000\) ) တွင် ဖြစ်ပေါ်ပြီး inertial force များလွှမ်းမိုးကာ eddies နှင့် vortices များဖြစ်ပေါ်စေသည်။
Fluid Flow ကို တိုင်းတာခြင်း။
အင်ဂျင်နီယာ နှင့် သိပ္ပံနည်းကျ အသုံးချမှု အမျိုးမျိုးအတွက် မရှိမဖြစ် အရည်များ စီးဆင်းမှုကို တိုင်းတာရန်အတွက် နည်းစနစ်များစွာ ရှိပါသည်။ ၎င်းတို့တွင်-
- Venturi Meter : ပိုက်တစ်ခုမှတဆင့်စီးဆင်းမှုနှုန်းကိုတိုင်းတာရန် Bernoulli ညီမျှခြင်းနိယာမကိုအသုံးပြုသည်။
- Pitot Tube : တုံ့ဆိုင်းနေသောဖိအားနှင့် တည်ငြိမ်ဖိအားကွာခြားမှုအပေါ်အခြေခံ၍ စီးဆင်းမှုအလျင်ကို တိုင်းတာသည်။
နိဂုံး
Fluid mechanics သည် အင်ဂျင်နီယာမှသည် သဘာဝသိပ္ပံအထိ များပြားလှသော ဖြစ်ရပ်ဆန်းများနှင့် အသုံးချမှုများကို လွှမ်းခြုံထားသည်။ ၎င်း၏အခြေခံမူများသည် အခြေအနေအမျိုးမျိုးရှိ အရည်များ၏အပြုအမူကိုနားလည်ရန်နှင့် အရည်များနှင့်အပြန်အလှန်အကျိုးသက်ရောက်သောစနစ်များကိုဒီဇိုင်းရေးဆွဲရန်အတွက်မရှိမဖြစ်လိုအပ်ပါသည်။ fluid statics သည် အနားယူချိန်တွင် fluids များ၏ အပြုအမူကို ရှင်းပြနေချိန်တွင် fluid dynamics သည် ရွေ့လျားနေသော fluids များတွင် force နှင့် motion များကို စူးစမ်းလေ့လာပြီး ထိရောက်သောစနစ်များဖန်တီးရန်နှင့် လက်တွေ့ကျသောပြဿနာများကိုဖြေရှင်းရန်အတွက် အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာအသုံးချမှုများဖြင့် ဤအခြေခံများကို အသုံးချသည်။
