پاورپوینت بررسی دیافراگم و فشارسنج تفاضلی

اساس اندازه گیری فشارسیالات
قبل ازاینکه اساس اندازه گیری فشار سیالات را شرح دهیم بایستی این نکته را یادآو شویم که فشار سیالات به دو صورت فشارنسبی وفشارمطلق بیان می شود:
فشارمطلق-(Absolute Pressure)-هرگاه فشارسیالات نسبت به خلامطلق سنجیده شود ،آنرابه نام فشارمطلق خوانده وباPabsنشان می دهند.به عنوان مثال وقتی می گوییم فشاراتمسفریک کیلوگرم برسانتیمترمربع است،مقصود فشار مطلق هوا می باشد.
فشار نسبی-(gage pressure)-
اگر فشار سیال نسبت به فشار اتمسفرسنجیده شود ،آنرافشارنسبی خوانده وPgageنشان می دهند.رابطه بین فشارهای نسبی ومطلق به شرح زیر است:
Pabs=Patm+Pgage

درمکانیک سیالات وبه ویژه درهیدرولیک،غالباًفشار نسبی سیالات موردنظراست.تنهادربعضی مواردنادر-مثل فشاربخاراشباع مایعات-ناچاریم که ازفشارمطلق استفاده کنیم .بدین ترتیب هرکجا که مقصود فشار مطلق باشد آنرامشخص خواهیم کرد ودرغیر این صورت مقصود فشار نسبی می باشد.
حال که با مفهوم فشار نسبی ومطلق آشنا شدیم،می توانیم به شرح اساس اندازه گیری فشارسیالات بپردازیم:
فشار سیالات به وسیله دستگاه های فشار سنج (Piezometer)اندازه گیری می شود.مبنای کاراین دستگاه ها،اندازه گیری ارتفاع نظیر فشار یعنی کمیتP/үمی باشد.ساده ترین فشارسنج ها که برای اندازه گیری فشارمایعات به کار می رودیک لوله شیشه ای قائم است که انتهای آن به هوای آزادمرتبط است وانتهای دیگرآن توسط سوراخ کوچکی به نقطه ای که منظور اندازه گیری فشارآن است وصل شده است.

ازآنجا که فشارسنج های ساده را نمی توان برای اندازه گیری فشارگازها بکاربردوازطرفی برای اندازه گیری فشارمایعات پرفشارنیزبه لوله طویلی احتیاج است،لذافشارسنج ها را به صورت یک لولهUشکل که داخل آن جیوه یا مایع سنگین دیگری ریخته شده ،می سازند.

اگر بخواهیم فشاردرنقطه ای مثلAازیک لوله حاوی سیال را محاسبه کنیم ،دراین نقطه سوراخی احداث کرده واین سوراخ را به وسیله یک لوله لاستیکی به فشارسنج متصل می کنیم .باتوجه به اختلاف ارتفاع جیوه دردوشاخه لولهUشکل می توان فشار درنقطه Aرابه دست آورد.
Ү=وزن مخصوص مایع
P(B)+yү2=Patm=0 → P(B)= - yү2

P(A’)=P(B)+Ү1z = - yү2 + Ү1z
P(A)= P(A’)→P(A)/ү1= Z- yү2

¨وسایل و روش های اندازه گیری فشار بسیار متفاوتند ، در زیر شرح کوتاهی از آن ها را می آوریم:
3-1-1- اندازه گیری فشار توسط مانومتر ها (Manometers)
ساختمان مانومتر ها که به فشار سنج های اولیه موسومند ، از شیشه ای محکم ساخته شده و صفحه ی آن ها بر حسب اینچ ، سانتی متر یا میلی متر مدرج شده و مایع درون آن ها معمولا آب یا جیوه می باشد. از مانومترها برای اندازه گیری فشارهای کم استفاده می شود که در خواندن فشارهای خیلی کم از نوع آبی آن استفاده می گردد. مانومترها انواع زیادی دارند که در زیر به گونه های عمده ی آن ها اشاره شده است:
· مانومتر یک شاخه ای (Single Leg Manometer)
· مانومتر دو شاخه ای (V-Tube Manometer)
· مانومتر مورب (Inclined Manometer) ، این مانومتر حد تفکیک بهتری را فراهم می کند.
· انواع بالا را نیز می توان با خاصیت القای مغناطیسی به کار برد که معمولا یا از سیالی با خاصیت مغناطیسی به کار می رود و یا این که شناوری روی سطح به عنوان هسته ی مغناطیسی به کار می برند.

پاورپوینت مکانیک سیالات در 250 اسلاید زیبا و قابل ویرایش با فرمت pptx

((پیشگفتار))

*پیش درآمد:

در درس مکانیک تحلیلی که مربوط به حرکت اجسام صلب بود , با اصول و قوانین نیوتن , پایستگی تکانه , انرژی و تکانه ی زاویه ای به خوبی آشنا شدیم و آنها را در حل مسایل مربوطه بکار بریم . مکانیک سیالات نیز بخشی از علم مکانیک است که در آن استاتیک و دینامیک مایعات و گازها مطالعه میشود .اگرچه این مطالعات نیز مانند مکانیک اجسام صلب بر اساس قوانین اصلی مکانیک استوار است ولی دو فرق عمده و مهم بین این دو مکانیک وجود دارد:

1. خواص و ویژگیهای سیالات با جامدات سبکی متفاوت است و این ویژگی ها اغلب با حرکت سیال تغییر می کند .
2. در مکانیک جامدات معمولا حرکت اجسامی با جرم و ابعاد مشخص بررسی میشود ولی در مکانیک سیالات مطالعه ی حرکت پیوسته ی سیال , به صورت یک جریان مورد نظر می باشد. به بیان دیگر در مکانیک اجسام صلب مسیر حرکت ذره مشخص است ولی در مکانیک سیالات این مسیر نا مشخص و امکان مطالعه ی حرکت ذره ی منفرد وجود ندارد . در نتیجه با توجه به نکات بالا حل کامل معادلات حرکت سیالات معمولا امکان پذیر نیست و در معادلات نظری آن ضروری است که فرض هایی در نظر گرفته شود تا در عمل این معادلات به معادلات آسانتری تبدیل شود . بنابراین استفاده از نتایج نظری بدست آمده هنگامی مسیر خواهد شد که آنها را با آزمایشهای تجربی تصحیح و تکمیل کرد .

* فصل 1

ویژگی های سیال

1-1 مقدمه:

دانش فناوری مکانیک سیالات با درک و مفاهیم ویژگی های سیال و همچنین بکارگیری قوانین اساسی مکانیک و ترمودینامیک و انجام آزمایشهای دقیق بسیار گسترش یافته است .

ویژگی چسبندگی و چگالی در جریان داخل کانالهای باز و بسته و جریان در پیرامون اجسام شناور در سیال نقش عمده ای در مکانیک سیالات دارد . به هنگامی که با کاهش فشار روبرو هستیم , فشار بخار نیز که موجب تغییر فاز (حالت) مایع به گاز می شود , اهمیت می یابد .

در این فصل ابتدا به تعریف سیال و سیستم بین المللی یکاها (SI) و سپس به بررسی ویژگی ها و تعریف های فوق می پردازیم .

2-1 تعریف سیال:

سیال ماده ای است که در اثر تنش برشی حتی ناچیز به طور دائم تغییر شکل می دهد . تنش برشی متوسط برابر با تقسیم نیروی برشی بر سطح است .

توجه داریم که نیروی برشی همان مولفه ی مماسی نیرو بر سطح مزبور می باشد . حال اگر این سطح آنقدر کوچک شود که به یک نقطه تبدیل شود آنگاه حد نیروی برشی بر این سطح نقطه ای را تنش برشی در یک نقطه می گویند .

در شکل (1-1) ماده ای در بین دو صفحه موازی و نزدیک بهم نشان داده شده است .
فرض می کنیم صفحات آنقدر بزرگ باشند تا از شرایط لبه های آنها بتوان صرف نظر کرد . اگر صفحه ی پایین ثابت باشد و نیروی F صفحه یبالا به مساحت A را بکشد . در نتیجه F/A همان تنش برشی بر این ماده است.
هنگامی که نیروی F باعث شود صفحه ی بالایی با سرعت یکنواخت (اما مخالف صفر) حرکت کند, می توان نتیجه گرفت که ماده ی موجود بین دو صفحه مذبور , یک سیال است .
به طور تجربی معلوم شده است که ذرات سیال مجاور صفحات , سرعتی برابر با سرعت لایه های مرزی خواهند داشت . سیال موجود در سطح abcd به موقعیت جدید a b'c'd' می رسد.

هر ذره سیال موازی صفحه حرکت می کند , بنابراین سرعت u از صفحه پایین که سرعت آن صفر است تا صفحه بالایی که سرعتش U می باشد , تغییر می کند . آزمایش نشان می دهد اگر سایر کمیات ثابت باشد F با A , U نسبت مستقیم و با ضخامت سیال نسبت عکس دارد . یعنی داریم :

F= µ AU/t

که در آن µ ضریب تناسب است و مربوط به ویژگی های هر سیال می شود . اما اگر تنش برشی را به صورت زیر در نظر بگیریم Z=F/A

آنگاه داریم :

Z = µ U / t

توجه داریم , نسبت u/t , همان سرعت زاویه ای خط ab یا به بیان دیگر میزان کاهش زاویه ای bad است .
اما نسبت u/t , du/dy هر دو حاصل تقسیم تغییرات سرعت بر مسافتی می باشد که این تغییرات در طول آن انجام می گیرد . بنابراین رابطه ی (1-1) را می توان به صورت رابطه ی دیفرانسیلی زیر درآورد:
du/dt µ =Z
رابطه ی بالا , نشان دهنده ی ارتباط تنش برشی با سرعت تغییر شکل زاویه ای یک جریان تک بعدی است .
µضریب تناسب را چسبندگی سیال و معادله (2-1) را قانون چسبندگی نیوتن می نامند .
توجه داریم تعریف سیال , مواد غیر سیال را شامل نمی شود . به طور مثال یک ماده ی پلاستیکی متناسب با مقدار نیروی وارد بر آن به میزان معینی تغییر شکل می دهد ولی این تغییر شکل دائمی نیست .

3-1 یکاهای نیرو ، جرم ، طول و زمان

در حل مسایل مکانیک , یکاهای نیرو , جرم , طول و زمان نقش مهمی دارند . همچنین از این یکاها می توان , یکاهای دیگر را بدست آورد .

سیستم بین المللی یکاها (SI) , در اغلب کشورهای جهان پذیرفته شده است و در چند سال آینده انتظار می رود که تمامی کشورها این سیستم را بپذیرند و از آن استفاده کنند . در این سیستم نیوتن N یکای نیرو , کیلوگرم Kg یکای جرم , مترm یکای طول و ثانیه S یکای زمان است.و یک نیوتن به صورت زیر تعریف میشود:

(3-1) N = 1 Kg m/s2

نیرویی که به علت جاذبه بر جسمی وارد می شود را نیروی گرانش یا وزن آن جسم می نامند .

.

.

.

فصل 2
ایستایی سیالات

فصل 3

مفاهیم جریان سیـال و معـادلات بنیــادی

فصل 4

پارامترهای بی بعد مهم در مکانیک سیالات

فصل 5
مقاومت سیال

فصل 6
جریان تراکم پذیر

پاورپوینت مکانیک سیالات در 26 اسلاید زیبا با فرمت pptx