فشار یک سیال با مساحت چگونه تغییر می‌کند؟

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: roham hesami

محل اقامت: Tehran -Qeytariyeh, Ketabi Street, 8 meters from Saba

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 734

سپاس: 434

جنسیت:

تماس:

فشار یک سیال با مساحت چگونه تغییر می‌کند؟

پست توسط rohamjpl »

در یک نازل ، سرعت خروج مطابق معادله پیوستگی Av = ثابت که توسط معادله برنولی (سیال غیر قابل فشردگی) داده می شود ، افزایش می یابد. فشار متناسب با سرعت است ، بنابراین در خروجی نازل فشار کمتری داریم. اما مطابق تعریف فشار ، P = F / A ، یعنی فشار معکوس با ناحیه ای متناقض با توضیحات فوق بر اساس تداوم و معادله برنولی است.
کدام یک درست است؟ چه رابطه ای برای جریان فشرده سازی صحیح است
در حقیقت ، معادله p = FA نه تنها در اینجا بلکه در هرجای دیگر از فیزیک نیز وجود دارد. در هر شرایطی ممکن است آن را بنویسید و همیشه درست خواهد بود.
بیایید با یک اصلاح کوچک شروع کنیم. معادله ثابت Av = من برنولی نیست ، بلکه صرفاً حفظ جرم است. اینجا برنولی است. این همان چیزی است که به گفته شما "فشار متناسب با سرعت است".
${p \over \rho} + {v^2 \over 2} + gz = \text{constant}$
بنابراین مشکل شما با p = FA است. خوب مشکلی نداره آنچه واقعاً در فکر من اشتباه است این است که شما به معادله توجه نمیکنم نیروی F نیز تغییر می کند.
بیایید مرور کنیم در شرایط شما چه می گذرد:
تغییر در سطح مقطع ایجاد شده است: A2 <A1
با تشکر از حفاظت از جرم ، (1) v2> v1 را نشان می دهد
با تشکر از برنولی ، (2) به معنی p2 <p1 است
خوب ، حالا به این نگاه کنتصویر
مستطیل آبی تیره در سمت چپ همان چیزی است که ما آن را یک عنصر می نامیم. مانند بقیه جریان در بخش بزرگتر ، با سرعت v1 جریان دارد. توسط صورتهایی با منطقه A1 به چپ و راست مشخص می شود. توجه داشته باشید ، از آنجا که مایع چپ و راست آن فشار p1 دارد ، این عنصر توسط نیروهای F1 = p1A1 در هر طرف فشرده می شود.
اکنون به عنصر موجود در بخش کوچکتر ، که سریعتر جریان می یابد ، می پردازیم. سطح مقطع آن کوچکتر است. فشار چپ و راست آن نیز کمتر است. در نتیجه ، نیروهای فشرده کننده آن ، F2 = p2A2 ، نیز کوچکتر هستند.
بنابراین ، p = FA همچنان برقرار است. بله ، وقتی وضعیت تغییر می کند ، A کوچکتر است ، که به خودی خود p را بزرگتر می کند. با این حال ، همانطور که در بالا دیدیم ، F جدید کوچکتر از قدیمی نیز است ، که به خودی خود p را کوچکتر می کند. اثر خالص p2 <p1 (که ما قبلاً از برنولی می شناسیم) به این معنی است که F بیش از A کاهش یافته است.استوانه ای پر از گاز را در نظر بگیرید. بنابراین گاز در حال فشار بر دیواره های استوانه است در حالی که سرعت آن صفر است. حالا دهانه سیلندر را باز کنید ، می توانید گاز در حالی که فشار روی دیواره های سیلندر کاهش می یابد با کمی سرعت خارج می شود. این مورد در مورد لوله ها نیز وجود دارد. هنگامی که سیال از سطح مقطع عرضی ثابت عبور می کند ، آن سیال فشار مستقیمی را به دیواره های لوله وارد می کند و سرعت آن بسته به مقدار فشار وارد شده به سیال از نقطه شروع آن ، باعث می شود تا حرکت کند. اکنون یک نازل در انتهای لوله در نظر بگیرید. این کاهش ناگهانی مساحت در برابر جریان سیال مقاومت می کند. اکنون برای ایجاد جریان جریان توده ثابت ، مایعات سرعت خود را افزایش می دهد. اکنون با توجه به فشار بر روی نقطه خاصی از دیواره ، تنها در صورت کاهش جرم مایع روی آن نقطه کاهش می یابد. در سیلندرها ، اگر گاز را خارج کنیم ، همانطور که قبلاً در مورد لوله ها گفتم ، فشار کاهش می یابد ، اگر هر کوچکترین عنصر سیال زمان کمتری برای ماندن در نقطه خاصی از لوله داشته باشد ، کاهش می یابد. بنابراین لوله پر از مایع باقی مانده فشار بیشتری نسبت به لوله دارای مایع متحرک تجربه خواهد کرد. بنابراین سرعت در لوله بیشتر است ، فشار ناشی از لوله کمتر خواهد بود. این را می توانید در دستگاه برنولی مشاهده کنید. هنگامی که آب در لوله به آرامی حرکت می کند ، در لوله برنولی بالاتر از سرعت حرکت می رود. این همان چیزی است که هنگام عبور آب از نازل اتفاق می افتد. F / A هیچ ارتباطی با آن ندارد. ما در مورد فشار در دیواره های لوله توسط مایع صحبت می کنیم ، نه فشار توسط مایع بر روی هدفی که به آن اصابت می کند. اگر در مورد آن صحبت کنیم ، مطمئناً فشار زیاد خواهد بود. به دلیل فشار زیاد ، حتی کاج آهن نیز بریده می شود. اما ، به دلیل سرعت زیاد در نازل ، سیال نمی تواند زمان کافی برای اعمال نیرو بر دیواره های لوله را بدست آورد. و اگر نیرو کمتر باشد ، فشار کمتر خواهد بود زیرا نیرو با رابطه P = F / A مستقیماً با فشار متناسب است.i hope i helped roham hesami smile260 smile261
تصویر

ارسال پست