آنچه در پاورپوینت آزمایشگاه مکانیک سیالات خواهید دید

 آزمايش‌ شماره‌ 1 – شناوري‌

 عنوان‌ آزمايش‌:  نيروهاي‌ وارد بر يك‌ جسم‌ غوطه‌ور در مايع‌ ساكن‌

 هدف‌ آزمايش‌:  بررسي‌ فرمولهاي‌ مربوط‌ به‌ نيروي‌ وارد بر يك‌ سطح‌ مغروِق و تعيين‌ مركز فشار.

 مقدمه‌ آزمايش‌:  در حالتي‌ كه‌ قسمتي‌ از جسم‌ داخل‌ مايع‌ و قسمتي‌ ديگر خارج‌ از مايع‌ باشد جسم‌ را غوطه‌ور گويند و نيروي‌ برآيند وارده‌ از طرف‌ يك‌ سيال‌ ساكن‌ بر جسمي‌ كه‌ داخل‌ آن‌ فرو رفته‌ و شناور است‌ را نيروي‌ شناوري‌ گويند نيروي‌ شناوري‌ داخل‌ مولفه‌ افقي‌ نيست‌ چون‌ تصوير جسمي‌ كه‌ غوطه‌ور باشد بروي‌ سطح‌ قائم‌ هميشه‌ صفر است‌. اگر سطح‌ آزاد سيال‌ را كه‌ با هوا تماس‌ دارد را در المان‌ حجمي‌ استوانه‌ايي‌ غوطه‌ور است‌ را در نظر بگيريم‌ سطح‌ بالايي‌  0 h  عمق‌ كمتري‌ نسبت‌ به‌  2 h  دارد در اين‌ صورت‌ داريم‌:

تئوري‌ آزمايش‌:

نيروي‌ برآيندي‌ را كه‌ يك‌ سيال‌ ساكن‌ بر جسم‌ شناور يا غوطه‌ور در خودش‌ وارد مي‌كند نيروي‌ شناوري‌ مي‌گويند. نيروي‌ شناوري‌ همواره‌ قائم‌ و به‌ طرف‌ بالاتر اثر مي‌كند. نيروي‌ شناوري‌ موله‌ افقي‌ ندارد زيرا تصوير جسم‌ غوطه‌ور يا بخش‌ غوطه‌ور از جسم‌ در روي‌ صفحه‌ قائم‌ همواره‌ صفر است‌.

براي‌ درك‌ بهتر نيروي‌ شناوري‌ شكل‌ زير را در نظر بگيريد. نيروي‌ شناوري‌ وارد بر جسم‌ شناور برابر است‌ با مولفه‌ قائم‌ نيروي‌ فشاري‌ وارد بر سطح‌ فوقاني‌ آن‌  (ADC)  منهاي‌ مولفه‌ قائم‌ نيروي‌ فشار وارد بر سطح‌ تحتاني‌ آن‌  (ABC) .

در شكل‌ زير نيروي‌ رو به‌ بالاي‌ وارد بر سطح‌ تحتاني‌ برابر با وزن‌ مايع‌ خيالي‌ يا واقعي‌ موجود در بالاي‌ سطح‌  (ABC)  مي‌باشد. حجم‌ اين‌ مايع‌ در شكل‌ با  ABC EFA  نشان‌ داده‌ شده‌ است‌. نيروي‌ رو به‌ پائين‌ وارد بر سطح‌ بالايي‌  (ADC) برابر با وزن‌ مايع‌ محصور  ADC EFA  است‌. تفاضل‌ اين‌ دو نيرو، نيروي‌ رو به‌ بالايي‌ است‌ از وزن‌ مايع‌ جابجا شده‌ كه‌ توسط‌ حجم‌ شناور ناشي‌ مي‌شود مايع‌ جابجا شده‌ توسط‌ جسم‌ را در شكل‌ با  ABCD  نشان‌ داده‌ايم‌. بناباين‌ خواهيم‌ داشت‌: در رابطه‌ بالا  F(B)  نيروي‌ شناوري‌،  V  حجم‌ مايع‌ جابجا شده‌ و     وزن‌ ويژه‌ سيال‌ است‌.

تعيين‌ افت‌ انرژي‌ در اجزاي‌ يك‌ سيستم‌ لوله‌كشي‌ با قطر كوچك‌ :

هدف‌ آزمايش‌:

هدف‌ آزمايش‌ تعيين‌ افت‌ انرژي‌ نناشي‌ از اجزاي‌ يك‌ سيستم‌ لوله‌كشي‌ مانند زانويي‌، شير و… و رابطه‌اي‌ بين‌ افت‌ انرژي‌ و سرعت‌ مي‌باشد. بررسي‌ تغييرات‌ ضريب‌ اصطكاك‌ با رينولدز ضريب‌ افت‌ با انرژي‌ جنبشي‌ و تاثير نسبت‌ شعاع‌ انحناء و قطر يك‌ خم‌ در مقدار افت‌ انرژي‌ آن‌ از مواردي‌ مي‌باشد كه‌ در اين‌ آزمايش‌ مدنظر مي‌باشد.

مقدمه‌ آزمايش ‌:

افت‌ فشار: بعلت‌ اصطكاك‌ ذرات‌ سيال‌ بر روي‌ يكديگر و همچنين‌ جداره‌ لوله‌ و همچنين‌ كاهش‌ انرژي‌ تبديل‌ به‌ كار بوجود مي‌آيد. ما در جريان‌ حقيقي‌ جهت‌ جريان‌ كاهشي‌ در فشار استاتيك‌ كاهش‌ فشار بوجود مي‌آيد كه‌ با فشارسنج‌ اندازه‌گيري‌ مي‌شود.

افت‌ فشار در سيستم‌ لوله‌كشي‌ به‌ دو صورت‌ است‌:

1 – افت‌ فشار در لوله‌هاي‌ مستقيم‌ كه‌ با افت‌ فشار خطي‌ مرسومند.

2 – افت‌ فشار در شيرها و زانويي‌ها و ديگر اتصالات‌ كه‌ به‌ افت‌ فشار موضعي‌ مرسوم‌ هستند.