ผลต่างระหว่างรุ่นของ "วิศวกรรมชลศาสตร์"
เนื้อหาที่ลบ เนื้อหาที่เพิ่ม
ไม่มีความย่อการแก้ไข |
ไม่มีความย่อการแก้ไข |
||
บรรทัด 76:
=== ความหนืด ความหนืดจลน์ และสมบัติอื่นๆ ===
• ความหนืด (μ) คือ ความสามารถในการต้านทานการไหลของของไหลที่มีต่อภาชนะ อาจเรียกว่าสัมประสิทธิ์ความหนืด ความหนืดสัมบูรณ์ (Absolute viscosity) หรือความหนืดไดนามิกส์ (Dynamic viscosity) มีหน่วยนิวตัน-วินาทีต่อตารางเมตร (N.s/m2) หรือ กิโลกรัมต่่อเมตร-วินาที (kg/ms) หรือ ปาสคาล-วินาที (Pa.s)
• ความหนืดไม่แปรผันตามความดันแต่อุณหภูมิมีผลต่อความหนืดของของไหล
• ของเหลวเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้นค่่าความหนืดจะลดลง
• ถ้าเป็นก๊าซเมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น ค่าความหนืดก็สูงขึ้นด้วย
• ความหนืดจลน์์ (Kinematics viscosity; ) มีคุณสมบัติเช่นเดียวกับความหนืด แต่มีหน่วยที่แตกต่างกัน คือ m²/s
=== แรงตึงผิว ===
• บริเวณผิวสัมผัสของเหลวกับก๊าซหรือของเหลวจ่างชนิดกันจะเกิดตึผิว (Surface tension;Y) อาจเรียกว่าความตึงผิวหรือความดึงผิว
• การยึดเหนี่ยวของโมเลกุลทำให้เกิดฟิล์มบางๆ (Imaginary film) ฟิล์มนี้สามารถรับแรงดึงที่ผิวระหว่างของไหลที่ผสมกันไม่ได้สองชนิด
• หน่วยเป็นนิวตันต่อเมตร (N/m)
• แรงตึงผิวมีแรงสองแรงมากระทำ คือ แรงเกาะกัน และแรงจับติด
• แรงเกาะกัน (Cohesion) ทำาให้ของเหลวรับความเคน้นดึง (Tensile stress)
• แรงจับติด (Adhesion) ทำให้ของเหลวจับติดกับวัตถุอื่นได้
• ของไหลมีแรงเกาะกันน้อยกว่าแรงจับติด ผิววัตถุที่เป็นภาชนะรองรับและของไหลที่จุดสัมผัสกัรับจะถกยกตัวให้สผกบภาชนะรองรถูตใหสูงขึ้นเล็กนอ้อยดังรูปที่ 1.6 (ก)
• ของไหลมีแรงเกาะกันมากกว่าแรงจับติด ของไหลที่จุดสัมผัสกับภาชนะรองรับจะถูกกดตัวให้ต่ำลงเล็กน้อย
• การโค้งของผิวของเหลว (Meniscus effect) ที่แตกต่างกันมาจากปรากฏการณ์ที่เกิดจากแรงระหว่างโมเลกุล (Molecular force)
• ผลของค่าความสัมพันธ์ของการยึดติดกับผิวของแข็งต่อการยึดเหนี่ยวของของเหลวเกิดขึ้นจากแรงคาพิลลาริตี้ (Capillarity force) พรต ด้วยผลของแรงดังกล่าวทำาให้เกิดการสูงขึ้นหรือลดลงของระดับของเหลวในหลอดรูเล็ก (Capillary tube) จากระดับของของเหลวภายนอกหลอด
• พิจารณาความดันภายในฟองสบู่หรือฟองของเหลว (Pressure inside bubble) ซึ่งเกิดความตึงผิว ฟองสบู่ประกอบด้วยฟิล์มสองผิว คือ ภายในกับภายนอก
• ความตึงผิวทำให้ผิวทั้งสองพยายามหดตัวเพื่อให้ได้พื้นที่ผิวของฟองสบู่ที่เล็กที่สุด จนไม่สามารถดันฟิล์มทั้งสองให้หดตัวต่อไปได้
• พิจารณาฟองสบู่เป็นทรงกลมที่มีผิวบาง มีรัศมีภายในและภายนอกเกือบเท่ากัน
• ความแตกต่างของความดันภายในและภายนอกเท่ากับ ∆P แต่ฟองสบู่ไม่แตกเนื่องจากมีแรงตึงผิว
• พิจารณาฟองสบู่ครึ่งซีกที่มีรัศมี R แรงตึงผิวของของเหลวเป็น พบว่าแรงดันภายในดัน
=== รูปแบบการไหล ===
• รูปแบบการไหลขึ้นอยู่กับส่วนที่เกี่ยวข้องหลายอย่าง เช่น อนุภาค (Particle) เส้นทางไหล(Pathline) เส้นสายธาร (Streamline) เส้นใยการไหล (Streakline) ความเร็ว และอัตราเร่งตลอดจนชนิดต่างๆ ของของไหล
• อนุภาค หมายถึง ชิ้นส่วนหรือหยดเล็กๆ ของของไหลซึ่งแตกตัวออกมากจากมวลสารเดิมและก่อให้เกิดการเคลื่อนที่
• เส้้นทางไหล คือ เส้้นทางหรือแนวซึ่งอนุภาคใดอนุภาคหนึึ่งเคลื่อนไหวไปในช่่วงระยะเวลาที่กำหนด
• เส้นสายธารแสดงถึงทิศทางเฉลี่ยของกลุ่มอนุภาคของของไหลที่ระยะเวลาเดียวกัน ส่วนโค้งซึ่งลากสัมผัสกับค่าเฉลี่ยของเวกเตอรข์ของความเร็ว (Velocity vectors) เหล่านั้นคือเส้นสายธาร
• เส้นใยการไหล คือ ภาพขณะใดขณะหนึ่งที่แสดงตำแหน่งของอนุภาคทุกอนุภาคของการไหลซึ่งเริ่มต้นของการเคลื่อนที่ผ่านจุดเดียวกัน
• หลอดสายธาร (Streamtube) คือ กลุ่มของหลอดสายธารซึ่งลากสัมผัสกับเส้นโค้งปิดใดๆ ของเข้าจากทางเข้า Aและออกที่ทางออก A’ ไหลเขาเขา ทโดยของไหลที่เคลื่อนที่ผ่านทางเข้าและออกมีเส้นสายธารเดียวกัน ซึ่งทั้งหมดเคลื่อนที่ในสนามการไหล
•สนามการไหลที่มีการไหลคงที่ (Steady state)เส้นทางไหล เส้นสายธาร และเส้นใยการไหลเป็นเส้นเดียวกัน
• แต่ในสนามการไหลในสภาวะไม่คงที่ (Unsteady state) เสน้นทางไหล เส้นสายธาร และเส้นใยการไหลเป็นคนละเส้นกัน
| |||