Hva Er Forskjellige Typer Væskestrøm – Komplett Forklaring

Introduksjon Til Væske

væsken er et stoff som har en tendens til å deformere kontinuerlig under Skjærspenning. Den består av både væske og gasser. Alle saker på jorden kan klassifiseres basert på deres oppførsel i to kategorier, Dvs. Fast og Flytende. Stoffet som har en tendens til å strømme under visse gitte forhold kalles væske. Det blir viktig å forstå ulike Typer Væske og forskjellen mellom væske og fast stoff for bedre forståelse og visualisering av typer væskestrøm. I denne artikkelen vil vi diskutere typer væske og forskjellen mellom fast og væske i korte trekk, og deretter gå videre til Typer Væskestrøm.

Typer Væsker

Væsker er klassifisert basert på deres oppførsel under Skjærspenning. Oppførselen analyseres ved Hjelp av Mengde som kalles Viskositet og tetthet Av Væske. Viskositet er som friksjonskraft tilstede I Faste Partikler, som motstår Bevegelsen Av Fast Stoff. Det motstår væskestrømmen og induserer en relativ bevegelse mellom de påfølgende væskelagene.

For Å Klassifisere og ha en bedre forståelse av klassifisering, Vurder Følgende Ligning:

Merk: Over Ligningen representerer væsken som strømmer I En retning (X-retning), og strømmen i Alle Andre Retninger Er Null.

Vi Kan Klassifisere Væske i 6 forskjellige typer, som diskuteres som følger:

1. Ideell Væske:

I Denne Typen Væske anses Viskositeten Å Være Null, Og Tettheten Er Konstant Overalt. Det betyr at det ikke er noen relativ bevegelse mellom lagene Av Væske i Væskestrømmen og alle lagene beveger seg med samme hastighet. Ideell Væske er en antagelse, og de er ikke til stede i virkeligheten. Disse forutsetningene er laget for å analysere oppførselen til noe væske ved gitte forhold.

kort sagt, vi kan si det,

2. Virkelig Væske:

I Denne Typen Væske er Viskositeten ikke null, Og Tettheten varierer overalt i Væsken. Det betyr at det er relativ bevegelse mellom lagene av væske i væskestrømmen. Ekte Væske er oppførselen besatt Av Væske i virkeligheten, men blir ofte ignorert for å gjøre analysen enklere. I Ekte Væske har vi ingen fast formel for variasjonen Av Tetthet og fast verdi for Væskens Viskositet. Alle Væskene er ekte Væske i Naturen.

kort sagt, vi kan si det,

3. Newtonsk Væske:

i ekte væske har vi ikke den nøyaktige formelen for beregning Av Tetthet, og vi vet ikke Væskens Viskositet. Newtonsk Væske er den væsken med en definert Verdi Av Viskositet, Og Verdien Av Eksponenten (n) er 1. Ligningen for All Newtonsk væske kan skrives som følger:

Newtonsk Væske kan ha Konstant Og variabel Tetthet, men Variasjonen av Tetthet

med hensyn til tid og rom vil bli kjent for oss.

kort sagt, vi kan si det,

4. Ikke-Newtonsk Væske:

I Denne Typen Væske Er Viskositeten ikke null og er definert nøyaktig. Tetthet kan variere eller forbli konstant med Hensyn Til Tid og Rom. Hovedforskjellen oppstår med Verdien Av Eksponenten ‘n’, som ikke er lik 1 og avhenger av typen Ikke-Newtonsk væske. Ligningen for all Ikke-Newtonsk Væske kan skrives som følger:

5. Komprimerbar Væske:

væsken sies å være komprimerbar Væske hvis tettheten varierer med tid og rom. Vi kan ikke si Om Viskositeten i dette tilfellet, da Det enten kan Være Null eller ikke-Null.

kort sagt, vi kan si det,

6. Inkompressibel Væske:

væsken sies Å Være Inkompressibel hvis tettheten Av Væske ikke varierer med tid og rom. Vi kan ikke si Om Viskositeten i dette tilfellet, da Det enten kan Være Null eller ikke-Null.

kort sagt, vi kan si det,

Nedenfor Klassifisering liste Egenskapen av forskjellige væsker på grunnlag av Deres Viskositet og tetthet:

S.no.	Type Væske	Viskositet	Tetthet
1	Ideell Væske	Null	Konstant
2	Ekte Væske	Ikke-Null	Variabel
3	Newtonsk Væske	Ikke-Null og har bestemt formel	kan være Enten Konstant eller variabel
4	Ikke-Newtonsk Væske	Ikke-Null og formel avhenger av Typen Ikke-Newtonsk væske	Kan være enten konstant eller Variabel
5	Komprimerbar Væske	Null/Ikke-Null	Variabel
6	Inkompressibel Væske	Null/Ikke-Null	Konstant

Solid vs Fluid: Forskjeller Mellom Dem

Solid og fluid varierer i deres oppførsel og følger Ikke Fysikkens regler på samme måte. På grunn av deres forskjell i egenskaper har Vi Fast Mekanikk For Fast Og Væskemekanikk For Væske. Vi kan merke mange forskjeller mellom dem som vi nøye observere Deres Atferd under ulike forhold. For å gruppere Deres Oppførsel på en mer grei måte, bruker vi egenskapen Som kalles Skjærspenning. Den definerer flytegenskapen til væske og hvordan dens oppførsel er forskjellig fra faste stoffer. Faste stoffer har en tendens til å bøye og deformere under virkningen Av Skjærspenning. Derfor varierer deres skjærspenning lineært med bøyning eller deformasjon. Væske Har en Tendens til Å Deformere kontinuerlig under virkningen Av Skjærspenning, og variasjonen av Skjærspenning er ikke Lineær Med Deformasjon. Dette er hovedforskjellen Mellom Fast og flytende.

Fig: Skjærspenningsadferd

Drivkraft For Væskestrøm

Flytegenskaper Av Væske fører til ulike Fenomener som Syklon, Endring I Vær, Kjøling Av Forbrenningsmotor og mange flere Ting. Spørsmålet oppstår, hva er årsaken til Væskestrømmen? Og kan Vi forutsi Væskestrømningsadferden ved enhver tilstand? Væske Strømmer Fra Ett Punkt til et annet på Grunn av Trykkforskjellen mellom De to Punktene. Den Naturlige Strømmen Av Væske Oppstår Fra Høyt trykk Til Lavt Trykk for å utjevne trykkforskjellen på disse to punktene. Flyt Fra Lavtrykk til Høytrykksregion kan oppnås Med Ekstern Drivkraft, For Eksempel Pumpe, Etc. Fluidstrømningsmønstre kan klassifiseres, men kan ikke forutsies nøyaktig På Et Øyeblikk. All Prediksjon For Væskestrømmen atferd er laget med Bruk av Programvare som bruker Numeriske Teknikker For Å Tilnærme oppførselen til flyt på et gitt øyeblikk.

Bildekilde

For Å Starte Vår Studie For Væskestrøm, la oss først lære om forskjellige Parametere i væskestrøm. Disse Parameterne er Tidslinjer, Banelinjer, Streaklines og Strømlinjeformer.

Tidslinje:

hvis vi merker at tilstøtende væskepartikler flyter på et gitt tidspunkt, danner det en tidslinje. For eksempel, for å demonstrere fluidpartikkeladferd under virkningen av konstant skjærspenning, ble tidslinjen Introdusert for å gi deformasjon Av Væske på hvert Øyeblikk av tid. Derfor, I tidslinjen, spores Hver Partikkel Av Væske på et gitt Øyeblikk.

Fig.4: Tidslinje

Pathline:

hvis vi sporer banen til en væskepartikkel i noen tid, danner Den Pathline. Ta for eksempel fargestoff og røyk, og ta et langt eksponeringsfotografi av den påfølgende bevegelsen. Banen sporet Av Partikkelen er Pathline. Her vurderer vi en kildepartikkel av væske og Observerer Banen for en gitt Tid. Banen sporet Av Partiklene i løpet av Den Tiden er Partikkelens Sti.

Fig.: Pathline

Streakline:

hvis Vi markerer Fluidpartikkelbanen på et gitt sted i noen tid, danner Den Streakline. Under Vindtunnel aerodynamisk testing Av Bil, røyken slippes mot bilen for aerodynamisk kraft og Dra evaluering. Stien sporet av røyken over bilen er Streakline. Her vurderer vi strømmen av etterfølgende lag, observerer Deres Posisjon på et gitt tidspunkt og sporer Posisjonen for å danne Streakline.

Fig: Streakline

Streakline:

Det er Banen trukket for en fluidpartikkel slik at tangenten til den gir retningen av hastigheten til væskepartikler ved punktet. Siden de er tangenten til å flyte, kan det ikke strømme langs strømlinjen. De brukes I Datasimulering For Flytvisualisering, hvor Strømlinjer trekkes for å representere hastighetsfelt sporet av Væskepartiklene.

Fig.: Streamline

Typer Av Væskestrøm

Væskestrøm kan klassifiseres i følgende typer:

1. Jevn og ikke-Jevn strømning
2. Stabil Og Ustabil Strømning
3. Rotasjons-Og Irrotasjonsstrømning
4. Komprimerbar Og Inkompressibel Strømning
5. Viskøs Og ikke-Viskøs Strømning
6. Ekstern Og Intern Strømning
7. laminær og turbulent strømning
8. 1d, 2d og 3d strømning

La Oss Studere Om Dem En Etter En:

1. Ensartet Og ikke-Jevn Strømning

Væskestrøm sies Å Være Jevn hvis væskens Hastighet ikke endres med Rom. Derfor, i denne typen væskestrøm, Er Hastigheten bare avhengig Av Tid og Ikke På X, Y, Z Koordinater av væskepartikkel.

Væskestrømmen sies å være ujevn hvis væskens Hastighet endres med Plass. Derfor, i denne typen strømning, Er Hastighet Funksjonen Av Tid Og X, Y, Z Koordinater Av Væskepartikler. For Eksempel, som vist i figuren, er strømningshastigheten konstant når tverrsnittsarealet ikke endres, men Når tverrsnittsarealet endres, varierer Hastigheten når væsken beveger seg inn i seksjonen. Strømmen blir ikke-Unifrom i naturen.

strømmen av væske gjennom et rør med et jevnt tverrsnitt kalles jevn strømning, og hvis væskestrømmen er gjennom et rør uten ensartet ( eller konisk ) tverrsnitt kalles ikke-jevn strømning

2. Stabil og Ustabil strømning

Væskestrøm sies Å Være Stabil hvis Væskeegenskaper som hastighet og Trykk ikke varierer med tiden. Derfor, I denne strømmen, Er Væskeegenskaper bare avhengig Av X, Y, Z Koordinatene til en væskepartikkel. For denne typen flyt er streaklines, streamlines og pathlines identiske.

Væskestrømmen Er Ustabil hvis væskeegenskaper som hastighet og Trykk varierer med tiden. Derfor, I denne strømmen, Er Væskeegenskaper avhengig Av tid Og X, Y, Z Koordinater av en væskepartikkel. For denne typen flyt er streklinjer, strømlinjer og banelinjer ikke identiske.

i den Gitte figuren representerer det første uttrykket Jevn flyt, mens det andre uttrykket er For Ustabil flyt. En konstant Utladning Gjennom Rør vil være en jevn strømning, Mens Variabel utladning gjennom røret vil Være Ustabil strømning.

3. Rotasjons-Og Irrotasjonsflyt

Hvis Væskepartiklene roterer om sin akse mens de beveger seg i strømlinjen, kalles Det Rotasjonsstrøm.
hvis væskepartiklene beveger seg i en strømlinje og ikke roterer om sin akse, kalles Det Irrotasjonsstrøm.
vi kan identifisere denne typen strømning ved å beregne strømningens virvling, som avhenger av strømningshastigheten. Hvis Vorticity Er Null, er væskestrømmen Irrotasjonell; ellers er det rotasjonsstrøm.

4. Komprimerbar Og Inkompressibel Strømning

I Komprimerbar strømning endres tettheten av væske med tid og rom. Mens I Inkompressibel strømning forblir tettheten av væske konstant. Denne strømmen finner Sin Anvendelse i Bremsevæske. I Bremsesystemet overfører Bremsevæsken Trykket som oppstår av foten til hjul for Å Bryte. Hvis Væsken Er Inkompressibel, vil den overføre Det Nøyaktige Trykket som påføres foten til hjulene for effektiv bremsing. Hvis væsken Er Komprimerbar, vil Trykket som overføres Til Hjulet være mindre enn påført. Det kan til og med være null. Derfor bør bremsevæske Være Inkompressibel i Naturen.

vi kan raskt identifisere disse typer væskestrøm ved Hjelp Av Mach-Nummer. Det er definert som:

Ma= V / Vs

• Vs = Hastighet Av Lyd i væske
• V= hastighet av væske

0<=Ma<0.33	Inkompressibel strømning
Ma>0.33	Komprimerbar flyt

5. Viskøs Og Ikke-Viskøs Strømning:

I Viskøs strømning opplever Væskepartikler viskositet mellom De Etterfølgende lagene, Og Dermed Oppstår Relativ bevegelse mellom laget av væskepartikler. I Ikke-Viskøs Strømning opplever Væskepartikler ingen viskositet mellom De Påfølgende lagene, Og Derfor er det ingen relativ Bevegelse mellom Væskepartiklene.

6. Ekstern Og Intern Flyt:

Intern Væskestrøm

tilstedeværelsen av veggen bestemmer denne typen strømningsmønster. Flow Helt Avgrenset av en solid kropp kalles Intern Strømning Eller Kanalstrøm.

hvis En Solid kropp ikke binder Strømmen, kalles Den Ekstern Strømning. For Eksempel Kalles Flyt over En Bil Ekstern Strøm, som visualiseres ved Hjelp av Programvare og Vindtunneltest. Flyt inne i et sirkulært Rør er Intern Strømning og kan enkelt visualiseres ved Hjelp av Programvare og enkle laboratorieforsøk.

7. Laminær Og Turbulent Strømning

I Laminær Strømning beveger væskepartiklene seg i forskjellige lag og blander seg ikke makroskopisk. I denne typen væskestrøm kan vi forutsi Strømningsmønsteret på et gitt øyeblikk. Alle De Etterfølgende lagene er parallelle med Hverandre i Strømmen.

I Turbulent Strømning Blander væskepartiklene seg, Og Strømmen blir tilfeldige. Mønsteret Av Flyt kan ikke forutsies nøyaktig på et gitt tidspunkt i denne Typen Strømning. Eddies formasjon finner sted, noe som fører til en stor mengde energitap.

Reynolds tall brukes til å forutsi Flyt, dvs. Om det er turbulent og Laminært. Formelen er gitt ved:

Re= V * l / µ

Hvor,

• Re = Reynolds nummer
• V= Hastighet av væske
• L= Egenskaper Lengde På Objekt hvor strømmen finner sted
• µ= Viskositetskoeffisient

For Intern Strømning,

0<=Re<=2000	Laminær Strømning
2000<Re<=4000	Overgang Fra Laminær til turbulent
4000<Re	Turbulent Strømning

For Ekstern Flyt,

0 < = Re<=100000	Laminær Strømning
100000<Re<=500000	Overgang Fra Laminær til turbulent
500000<Re	Turbulent Strømning

8. 1-D, 2-D Og 3-D Fluid flow:

I 1-D Type Fluid flow Er Fluidparametere som hastighet funksjonen av tid og en romlig Koordinat bare.

I 2-D typer Væskestrøm Er Væskeparametere som hastighet funksjonen av tid og to romlige Koordinater.

I 3-D-Væskestrømmen Er Væskeparametere som hastighet funksjonen av tid og alle tre Romlige Koordinater.

1-D væskestrøm	u = f (x, t), v = 0 og w=0
2-D væskestrøm	u= f(x,y,t), v=g (x, y, t), w=0
3-D væskestrøm	u= f(x,y,z,t), v=g (x, y, z, t), w=h (x, y, z, t)

Vanlige Spørsmål

Q. 1. Hva er forskjellen Mellom Komprimerbar Væske og Komprimerbar Strømning?

Svar-Komprimerbar Væske snakker Om Væske og dens tetthetsvariasjon, mens komprimerbar strøm bare snakker Om Væske i Bevegelse og tetthetsvariasjonen Av Væske i Bevegelse. Væske kan ha en konstant tetthet under statiske forhold og variabel tetthet under dynamisk tilstand. Mach-Nummeret bestemmer om strommen er komprimerbar eller ikke. Det bestemmer ikke væskeegenskapene.

Q. 2. Hvilken Type Væskestrøm vurderes i overgangsregimet?

Svar-Det avhenger Av Situasjonen og På Datamaskinens Tilstand. Hvis du har en verdi nær turbulent i overgangsregime og har en utmerket Datamaskin For Simulering, gå for turbulent. Hvis ikke, så gå For Laminar.

Q. 3. Er Luftstrømmen passert gjennom bilen Er Ekstern Og Intern Strømning

Svar – hvis vi analyserer aerodynamisk dra av en bil, er det ekstern Strømning. Det er litt luft som går inn i bilen. Siden Det er avgrenset Av Solid, Derfor kan betraktes Som Intern Strømning.

Q. 4. Hva er Navnet På Loven som brukes ved Bruk av Bremsevæske?

Svar – navnet På loven Er Pascals lov. Det står at For En Inkompressibel væske overføres Trykket like i alle retninger.

Q. 5. Hvorfor er tidslinjen ikke nevnt i en jevn og Ustabil strømning?

Svar-Det er ikke noe begrep om tidslinje for Jevn flyt, siden væskeparametere ikke er avhengige av tid.

Q. 6. Hva Er Pumpe?

Answer – Pump Er Et Eksternt middel som brukes i bevegelse av væske, mot deres naturlige strømningsretning. For Eksempel Brukes Pumpe I Dampkraftverk for å ta vannet Fra Kondensatoren til Kjelen i en høyde.

Q. 7. Hva er Skjær stress?

Svar-Skjærspenning er stresset utviklet av kraften som påføres tangentielt Til Objektet, som kraften påføres.