Fluid Basics

الحجم: px

بدء العرض من الصّفحة:

Download "Fluid Basics"

صدّاح القرجولي
منذ 5 سنوات سابقة
المشاهدات:

1 Fluid Basics Chapter (1) (1) اإلحسان ي ح ط من قدر من يت ل قونه.

2 مالحظات وتنبيهات هامة النوت الذي بين يديك )الشرح واألفكار الرئيسية( يحتوي - كما ي فهم من عنوانه على شرح وأفكار رئيسية وذلك اللتزامي بأال يزيد حجم أي نوت رئيسي عن )22( صفحة. )يمكن تنزيل نوتات األمثلة والتمارين اإلضافية أو إرسالها إلى إيميلك من الموقع.)eng-hs.net النوت موجه بالدرجة األساسية ألولئك الطالب الذي يحضرون معي )الكورس المجاني( الذي يعقده المعهد بشكل أسبوعي بالتعاون مع القوائم واأل سر والمجموعات الطالبية أي أنها مكملة لألفكار التي أقوم بطرحها أثناء المحاضرات وليست بديال عنها. محاضراتي ال أقتصر فيها على األفكار المدونة بهذا النوت بل يتم دعمها بأمثلة أقل أو أكثر عمقا حسب حاجة المحاضرة حيث تكون أسئلة الطالب )األبسط أو األذكى من المتوقعة( سببا في تقديم أفكار إضافية عن تلك التي بالنوت. في حال تعذر حضورك ألحد المحاضرات فإني أقترح قيامك بتصوير الشرح قمت بتقديمها من أحد أصدقائك كي ال تفوتك بعض األفكار الهامة. واألمثلة اإلضافية التي تخضع نوتات الموقع للتقييم والتنقيح )بشكل أسبوعي( وإضافة حلول لتمارين وامتحانات إضافية. )داوم على زيارة eng-hs.net من فترة ألخرى( لتعميم الفائدة فإني أتيح حقوق النسخ والتصوير واالقتباس وإعادة اإلصدار لبعض أو جميع أجزاء النوتات سواء بنفس شكلها أو بإعادة صياغتها. )فقط أشركونا بدعائكم الصالح( قد تقع بعض األخطاء أثناء طباعة السكرتارية أو يكون ألحدكم مالحظات أو تعليقات نافعة. للتواصل )info@eng-hs.net( أو )إدارة التدريب ) أو معي 262(.) م. حمادة شعبان أنت بقدر ما تعتقده عن نفسك. (2)

3 األبعاد األبعاد Dimensions ) Basic أساسية - ( عددها تسعه ولكن أهمها Derived - ( عددها كبير ) مشتقة Length (L) Mass (M) Time (T) Temperature Ѳ Ex F =m a =M.L /T^2 مشتقة من أبعاد أساسية Area ( L² ) Volume ( L³ ) Velocity ( L / T ) Acceleation ( L / T²) Derived dimensions example Force ( M.L / T² ) Density ( M / L³ ) Stress ( N / m² ) Power ( N.m / s ) work ( N.m ) Energy ( N.m ) الوحدات Length (m) Mass (kg) الوحدات Units SI Time (s) Length (ft) English Weight (Ib) Time (s) إذا لم تزد على الحياة شيئا فأنت زائد عليها. (0)

4 قياس الضغط Pressure absolute pressure ضغط مطلق غير منسوب لضغط آخر gage pressure ضغط منسوب للضغط الجوي بالمكان الموجود به جهاز الضغط P absolute = P atmosphere + P gage الضغط المطلق : فقط يساوي صفرا في حال الفراغ الحقيقي, أي في حال عدم وجود أي جزيئات بالحيز.. بالتبعية ( اليمكن أن يكون لدينا ضغط مطلق سالب ). الضغط الجوي المحلي يقل كلما زاد االرتفاع عن سطح األرض ( ألن الجاذبية تقل ) فبينما يساوي kpa عند سطح األرض ( ارتفاع = صفر ) يصل إلى الصفر تقريبا عند )ارتفاع = 80 كم ). في حال ذكر قيمة الضغط بدون ذكر أنه absolute فإنه يعتبر. gage قياس الحرارة Temperature Celsius ( C ( Fahrenheit ( F ) <<K = C >> ) C Kelvin (K) هي الدرجه المطلقة المقابلة لل ( o << R = F +460 >> ( F ) هي الدرجه المطلقة المقابلة لل Rankine ( R ) o << C = ( F 32 ) >> o يمكن التحويل من (F ) إلى (C ) وبالعكس << F = C +32 >> << k = ( F ( >> o يمكن التحويل من ) K ( إلى ) ( F وبالعكس << F = (K) >> خالصة الكالم: إذا أردت أن يحبك الناس ازهد فيما بين أيديهم. (4)

5 Density ( ρ) = (Kg/m³) خواص الموائع ذات عالقة مع بعضها البعض Specific Weight ( γ ( = = = ρ. g Specific Gravity (S) = = ρ water =1000 Kg/m³ γ water = 9800 N/m³ γ γ اللزوجة اللزوجة )Viscosity) µ هي التالصق الداخلي بين جزيئات المائع. Shear stress τ = µ µ = Viscosity = Velocity gradient y τ = µ = µ. µ = N.s / m² *تعمل اللزوجة على التصاق المائع بالسطح وقد يحدث عدم حركة عند السطح فيما يعرف بإسم condition(.)no-slip y Slip Non-slip y τ Non- Newtonian fluid Newtonian Fluid )τ *في حال عالقة خطية بين ( يعرف المائع بأنه Newtonian fluid مثل الماء والنفط. Non-Newtonian fluid ال تستح من إعطاء القليل فإن الحرمان أقل منه. (5)

6 تتأثر لزوجة الموائع كثيرا بتغيرات درجة الحرارة Increase in Temperature Liquids Gases µ dereases µ increases تأثير الحرارة على لزوجة السوائل أكبر من تأثيرها على لزوجة الغازات Kinematic viscosity كثافة السوائل غالبا ال تتغير بأس قيمة ملحوظة بزيادة أو نقصان الضغط, تتأثر بشدة بتغير الضغط عليها. V أكثر أهمية في حال الغازات ألن ρ تتبدل بتبدل الضغط على الغاز. بخالي الغازات التي Kinematic viscosity (V)= = = Compressibility, تعتبر السوائل Incompressible الغازات تتأثر حجمها وبالتالي كثافتها بتغير الضغط. Bulk modulus of elasticity (B) = = ال تكمننننن مأانننناة الحينننناة فنننني عنننندم وصولننك إلننى الهنندي لكننن فنني أال يكون لك هدي تحاول الوصول إليه. (6)

7 Surface tension تتعلق هذه الخاصية بالسوائل عند سطح التالمس مع غاز )مثل الهواء( أو سائل آخر غير قابل لإلمتزاج. قوى التجاذب بين الجزئيات السائل تتعادل عند أى نقطة بداخله بعكس سطح التالمس حيث تكون لها محصلة تعمل على تقليص حجم القطرات مثال )على شكل كرة(. σ( لها وحدات N/m ولحساب القوة عند سطح ( التالمس نضرب * σ في طول الخط التالمس بين السائل والسطح الصلب أو طول محيط القطرة أو طول الكحيط في حال فقاعة.)bubble( σ σ σ σ σ Droplet Bubble Capillary tubes يحدث اإلتزان عندما تتساوى قوة الشد السطحي مع وزن عمود الماء. γ σ h w D Ideal (Prefect) gas law Absolute pressure Density *زاوية بين الماء والزجاج النقي صفر. *أما في حال الزئبق تكون أكبر من. ما رأيت ظالما أشبه بمظلوم من الحااد. (7) Absolute temperature Gas constant (table B.4) J/kg.k

8 a. Density = = = = b. Pressure = c. Power = = d. Energy = F.L e. Mass Flux = = = f. Flow rate = = يتم إنجاز األعمال في موعدها الصحيح في المفكرة فقط. (8)

9 τ = = µ µ µ = (B) τ = = = Pa = 84 kpa (C) ب عد المسافة ال يهم الخطوة األولى فقط هي األكثر صعوبة. (9)

10 a) d = 4.9 t 2 m = C s 2 c = m / s 2 b) F = 9.8 m N = C kg kg. m / s 2 = C kg C = m / s 2 C) Q = 80 A R 2/3 S0 1/2 m 3 / s = C. m 2. m 2/3.1 (slope is unitless) C = m 1/3 / s Wmoon= gmoon * m = 1.6 * = N (12) الننبعض ينتظننر الظننروي المثاليننة كي يبدأ وهؤالء يطول انتظارهم.

11 a) 20 cm / hr = = 55.6 * 10-6 m/s = 55.6µm/s b) 2000 rpm = = rad/s c) 500 hp = 500 * (0.7457) = kw d) 000 cm 3 / min = = 5*10-3 kg / s e) 2000 kn/cm 2 = = 20*10 9 N/m 2 = 20 GN/m 2 f) 300 g / min = = 5* 10-3 kg/s g) 500 g/ L = = 500 kg/m 3 h) 500 k W/h = 500 * 10 3 * 3600 = 1.8 * 10 9 J = 1.8 GJ (11) الحاجة الملحة هي نقطة بداية كل اإلنجازات.

12 a) F = m a = (10) (40) = 400 N b) F = m a F m g = m a F = m (g + a ) = 10 * ( ) = N c) F = m a F m g = m a F = m ( g + a) = 10 * ( ) = N mg sin ɵ F mg ɵ mg F F = σ A Fn = ( 120 * 10 3 ) * ( 0.2 * 10-4 ) = 2.4 N Ft = ( 20 Pa ) * ( 0.2 * 10-4 ) = 0.4 * 10-3 N F = = 2.4 N = = (12) الرغبة الواهنة ال ينتج عنها إنجازات عظيمة.

= g m = V = V / g a) mstd = = 0.632 kg b) mmax = = 0.635 kg c) mmin = = 0.

13 = g m = V = V / g a) mstd = = kg b) mmax = = kg c) mmin = = kg (g min تقابل m max ) )g max تقابل m min ) = s pwater = 1.2 (1000 ) = 1200 m / kg 3 m = v 146 = 1200 * v v = 122 L (10) الطريق إلى القمة نادرا ما يكون مزدحما.

14 From table B.1 µ = * 10-3 N.s / m 2 = τ = µ τ r=0 = ( * 10-3 ) = zero τr=0.25cm = ( * 10-3 ) = 3.22 Pa τr=0.5cm = ( * 10-3 ) = 6.43 Pa From table B.1 µ10 = * 10-3 N.s / m 2 = = = 5000 s -1 τ = µ = 6.54 Pa F = τ A = 6.54 * ( 4 * 0.6 ) = 15.7 N Hp = = = Hp إنهم يستطيعون ألنهم يعتقدون أنهم يستطيعون. (14)

µ = A 0.001 = A إيجاد قيم A, B 1 2 3.57 * 10-4 2.8 = = A بقسمة 1 على 2 1.03 = B = 1776 A = 2.33 * 10-6 µ 40 = ( 2.

15 µ = A = A إيجاد قيم A, B * = = A بقسمة 1 على = B = 1776 A = 2.33 * 10-6 µ 40 = ( 2.33 * 10-6 ) * = * 10-3 N.s / m 2 = 0.68 * 10-3 N.s / m 2 From table B.1 µ 40 = N.s / m 2 = = 3.66 % تسنح الفرص فقط عندما نطلبها. (15)

16 0 m = ρ v d m = ρ dv - ρ dv = v d ρ d ρ ρ = - v dρ بإشتقاق الطرفين وبمعلومية ان كمية الفلود التتغير كتلتها )from table B.1 ( B = 220 * 10 7 Pa B = = ( 2 m 3 ) = m 3 = 9091 cm 3 B = 2100 standard condition B = v v 2100 = = MPa (16) أن يغضب المرء يعني أن يثأر من نفسه ألخطاء ارتكبها اآلخرون.

17 قوة الشد السطحي Fup = 2 W σ وزن عمود الماء ) t FDw = (w h Fup = FDw 2 W σ = w h t σ h = ( ρ ) For maximum d = 0 Fup = 2 L σ Fw Fw = ( = Fup = 2 L σ d = σ (17) لعله من عجائب الحياة أنك إذا رفضت كل ما هو دون مستوى القمة فإنك غالبا اتحصل عليه.

18 الماء عندما يغلي يصل Vapor pressure له نفس قيمة الضغط الجوي للمكان الموجود فيه من جدول نهاية الكتاب : Vapor pressure درجة الحرارة k Pa k Pa 82? Vapor pressure = = k Pa 3.B لمعرفة االرتفاع نجد أن: بقراءة جدول االرتفاع الضغط الجوي 4000 m k Pa 6000 m k Pa? k Pa Altitude = 5356 m From table B.4 R = kj / kg.k P = R T * 10 3 = * (0.287 * 10 3 ) * ( ) = kg / m 3 = N / m 3 يمكنننك معرفننة الجاهننل بغضننبه من غينر شنيء والر نا بندون شيء والكالم في غير نفع. (18)

W1 2 = m ( - ) a) 200 * 10 = 1/ 2 * 15 * ( - 10 2 ) 2 = 19.

27 m / s c) = 7.5 ( - 100 ) 200 = 7.5 ( - 100 ) 2 = 16.

19 W1 2 = m ( - ) a) 200 * 10 = 1/ 2 * 15 * ( ) 2 = m / s b) = * 15 * ( ) = 7.5 ( ) 2 = m / s c) = 7.5 ( ) 200 = 7.5 ( ) 2 = m / s (19) ال يوجد ابب يحبنك النناس منن أجلنه أفضل من عدم التطلع لما في أيديهم.

ملفّات مشابهة

طبيعة بحته و أرصاد جوية

طبيعة بحته و أرصاد جوية 3 206-2007 الضوء محاضرة 3 قوانين األنعكاس واألنكسار المرايا العدسات التلسكوب الفلكي قوانين األنعكاس و األنكسار عند سقوط شعاع ضوئي علي سطح فاصل بين وسطين ينعكس جزء منة و ينكسر جزء