مکانیک سیالات چیست؟(مفاهیم به بیان ساده) - تالارهای پادشاه ایرانی
تالارهای پادشاه ایرانی

بازگشت   تالارهای پادشاه ایرانی > علمی فرهنگی > علوم ریاضی و فنی > مهندسی مكانيک

پاسخ
 
ابزارهای تاپیک

مکانیک سیالات چیست؟(مفاهیم به بیان ساده)
  #1  
قدیمی 13/02/2012
آواتار فرهاد مجیدی
فرهاد مجیدی فرهاد مجیدی آفلاین است
كاربر متوسط
 

نام: رضا
جنسيت: مرد
شغل: .....
محل سکونت: زردکوه بختیاری
مدرک تحصيلی: مهندس مکانیک.
پست: 309
سپاس: 287
از این کاربر 259 بار در 188 پست سپاسگزاری شده
اعتراض ها: 0
به این کاربر 0 بار در 0 پست اعتراض شده
چوب: 1
Icon012 مکانیک سیالات چیست؟(مفاهیم به بیان ساده)

جواب ساده است.
مکانیک سیالات یکی از دو شاخه ی اصلی مکانیک است که به ما میگوید :
– چرا هواپیما در هوا حرکت میکند؟(هوا یک سیال است)

– چرا کشتی در آب حرکت میکند؟(آب یک سیال است)

– چرا اتومبیل های جدید سریعتر از اتومبیل لورل و هاردیست!؟( هوا یک سیال است و اتومبیل هر چه راحت تر بتوانید مانع هوا را پشت سر بگذارد سریعتر حرکت میکند)

-حال فکر کنیم هواپیما های سریعتر از جریان صوت و یا قایق های تندرو و ماشین های مسابقه چگونه طراحی میشوند؟ (در حقیقت ما در حال یافتن راه های غلبه بر مقاومت آب و هوا هستیم…)

– پمپ ها و توربین ها چگونه کار میکنند؟( آب یک سیال است)(میخواهیم بدانیم پمپ چگونه به سیال ارتفاع میدهد و توربین چونه از سیال حرکت و به تبع آن کار میگیرد؟)

– میخواهیم بدانیم چطور یک ساختمان را لوله کشی کنیم که آب به طبقه چهارم یک ساختمان برسد؟( هنوز آب سیال است!!)

– در نهایت یک توپ فوتبال را با چه قدرت و با کجای پا شوت کنیم تا مستقیم، یا قوس دار وارد دروازه شود و ما خوشحال شویم!! (توپ هوا را میشکافد و هوا سیال است)

مکانیک سیالات علمی است که به ما می آموزد چطور سیال تحت نیرو واکنش نشان میدهد و یا چطور سیال حرکت میکند. مکانیک سیالات به دو دسته استاتیک سیالات و دینامیک سیالات تقسیم میشود که اولی مربوط به سیال ساکن و دومی مربوط به سیال متحرک است.

منبع :سرسام مکانیک
پاسخ با نقل قول
کاربر زیر بخاطر پست مفید از فرهاد مجیدی سپاسگزاری کرده اند :

5 تاپیک آخر توسط فرهاد مجیدی
تاپیک تالار آخرین ارسال کننده پاسخ نمایش آخرین پست
یاتاقانهای لغزشی مهندسی مكانيک فرهاد مجیدی 1 1943 19/03/2012 00:14
تاپیک مرجع تست مخرب وغیرمخرب مهندسی مكانيک فرهاد مجیدی 31 3159 15/03/2012 12:33
آشنایی با گرایشهای مختلف رشته مهندسی مکانیک مهندسی مكانيک فرهاد مجیدی 1 1382 15/03/2012 12:22
آیرودینامیک مهندسی مكانيک فرهاد مجیدی 4 1552 03/03/2012 22:44
نانو سیالات چیست؟ مهندسی مكانيک فرهاد مجیدی 2 2516 28/02/2012 18:42


  #2  
قدیمی 13/02/2012
آواتار فرهاد مجیدی
فرهاد مجیدی فرهاد مجیدی آفلاین است
كاربر متوسط
 

نام: رضا
جنسيت: مرد
شغل: .....
محل سکونت: زردکوه بختیاری
مدرک تحصيلی: مهندس مکانیک.
پست: 309
سپاس: 287
از این کاربر 259 بار در 188 پست سپاسگزاری شده
اعتراض ها: 0
به این کاربر 0 بار در 0 پست اعتراض شده
چوب: 1
لزجت چیست؟


معمولا برای شروع به توضیح مکانیک سیالات اول از لزجت شروع میکنند. من هم همینکار را میکنم. لطفا
اول انگشتتان را از بینی مبارکتان بیرون بیاورید! البته با پوزش. آنچه که همراه انگشتتان بیرون آمده اگر مغزتان نباشد حتما یک ماده ی لزج است! حال اگر به شیشه ی عسل دسترسی دارید انگشتتان را در عسل فرو کنید.(انگشت آن یکی دستتان را لطفا!) این مایع هم لزج است. حال دستتان را زیر شیر آب بگیرید(این دفعه انگشت اولی را حتما!) آب چطور است؟ لزج است؟ لطفا پاسخ ندهید و ادامه مطلب را بخوانید.
گفتن لزج بودن یا نبودن به کلام کار آسانیست اما کافی نیست. ما در آینده خواهیم دید میزان لزجی زیاد یا کم در محاسباتمان دخیل است. به نظر شما لزجت مثل زیبائیست یا دراز بودن؟ (نگران نباشید، سوال ساده است!) زیبایی معیاری ندارد و نمیتوان آن را با ارقام نمایش داد. مثل اینکه بگوییم اقدس بیست قوز زیباست(مثلا قوز واحد زیبائیست!).چنین حرفی کاملا بی معنیست چون ممکن است از نظر اصغر،‌ اقدس هزار قوز زیبا باشد! اما دراز بودن معیار دارد. میتوان گفت امین بیست سانتی متر دراز تر از فرید است.(متر واحد اندازه گیری دارازاست). این یعنی ما درازی امین و فرید را میدانیم و میتوانیم با مقدار و واحد بیان کنیم.
خب تا اینجا روشن شد که لزجت اصلا شبیه زیبایی، بی در و پیکر نیست و حتما معیار دارد که برای ما اینقدر مهم است. اما آیا این معیار همیشه ثابت است؟ مثلا بدون توجه به عوامل محیطی میتوانیم بگوییم لزجت این عسل بیست است؟(بعدا میگوئیم واحد این بیست چیست) به طور حتم بدون در نظر گرفتن عوامل محیطی نمیتوان در مورد لزجت عسل اظهار نظر کرد و اگر بکنیم حتما باید ذکر کنیم که دما و فشار محیطی که عسل در آن قرار داشت چقدر است. مثلا اگر وسط تابستان باشد و برق هم نداشته باشیم و احتمالا در عسلویه زندگی کنیم این عسل با آبی که از شیر جاریست هیچ تفاوتی ندارد،‌ ولی در سیبری، خوردن این عسل با آن سفتی زیاد، مرد میخواهد!
مبحث لزجت به همین سادگیها نیست. مثلا بهتر است از همین الان بدانیم لزجت بر دو نوع سینماتیکی و دینامیکی است که هر چه در پاراگراف های پیشین خواندیم در مورد نوع دینامیکی آن بود.(سینماتیکی بعدا توضیح داده خواهد شد) یا لزجت برای سیالات نیوتنی برای ما مهم تر است
این مقاله تنها بدان جهت نوشته شد که شما در آینده با خواندن جمله ی زیر کرک و پرتان نریزد:
لزجت سیالات نیوتنی یک خاصیت واقعی ترمودینامیکی است که با فشار و دما تغییر میکند


منبع :سرسام مکانیک
پاسخ با نقل قول
کاربر زیر بخاطر پست مفید از فرهاد مجیدی سپاسگزاری کرده اند :

  #3  
قدیمی 13/02/2012
آواتار فرهاد مجیدی
فرهاد مجیدی فرهاد مجیدی آفلاین است
كاربر متوسط
 

نام: رضا
جنسيت: مرد
شغل: .....
محل سکونت: زردکوه بختیاری
مدرک تحصيلی: مهندس مکانیک.
پست: 309
سپاس: 287
از این کاربر 259 بار در 188 پست سپاسگزاری شده
اعتراض ها: 0
به این کاربر 0 بار در 0 پست اعتراض شده
چوب: 1
سیال چیست؟


تمام مواد تنها به دو حالت سیال و جامد در طبیعت موجودند. تفاوت اصلی این دو حالت , عکس العمل ماده تحت تنش مماسی یا برشی است.
جسم جامد می تواند در مقابل تنش برشی مقاومت کند اما تنش برشی روی یک سیال باعث جریان و حرکت در سیال میشود(مادامیکه تنش برشی اعمال شود). دقت شود لفظ تغییر شکل را برای سیال به آن خاطر به کار نمیبرم چون ماهیت لغت “تغییر شکل” آنی بودن را همراه خود دارد اما در سیالات تنش برشی یک جریان که در طول زمان در حال تغییر است را بوجود می آورد.


فرض کنید دستتان را درون ظرف آبی فرو میکنید و حرکت میدهید, لایه های آب به خاطر حرکت دست که موجب اعمال نیرو و به تبع آن ایجاد تنش برشی میشوند, شروع به حرکت می کنند. جریان ایجاد شده با خروج دست از آب (قطع منبع ایجاد تنش) رو به آرامی می نهد. به سادگی نتیجه میگیریم این چریان سیال به خاطر نیروی خارجی بوده است. در حقیقت سیال بر اثر بر هم کنش جریان یافته است و مادامیکه تنش وجود دارد جریان هم در سیال موجود است و با بیرون آوردن دست تنش حذف ولی بر هم کنش مولکولی همچنان ادامه می یابد تا سیال به حالت پایدار برسد. فرض کنید ظرفی پر از بتن داشته باشیم. مرد میخواهیم که دستش را با همان سرعت و شدتی که داخل آب فرو کرده داخل بتن هم فرو کند!! با من هم عقیده اید که تغییر شکل بتن اولا به سادگی ممکن نیست و وسیله میخواهد(اعمال نیروی بیشتر و به تبع آن تنش بیشتر) ثانیا اگر زورمان برسد, نیروی ما اغلب باعث تغییر شکل دائمی در بتن خواهد شد.
باز هم یاد آور میشوم که تغییر شکل برای مواد جامد(مثل بتن) کلمه ی مناسبی است اما برای سیال نامناسب است. در حقیقت تغییر شکل واکنشی است که در طول زمان ادامه نمیابد(برخلاف جریان) و تنها در مورد جامدات صادق است.


منبع :سرسام مکانیک
پاسخ با نقل قول
کاربر زیر بخاطر پست مفید از فرهاد مجیدی سپاسگزاری کرده اند :

  #4  
قدیمی 13/02/2012
آواتار فرهاد مجیدی
فرهاد مجیدی فرهاد مجیدی آفلاین است
كاربر متوسط
 

نام: رضا
جنسيت: مرد
شغل: .....
محل سکونت: زردکوه بختیاری
مدرک تحصيلی: مهندس مکانیک.
پست: 309
سپاس: 287
از این کاربر 259 بار در 188 پست سپاسگزاری شده
اعتراض ها: 0
به این کاربر 0 بار در 0 پست اعتراض شده
چوب: 1
در بیانی ساده تر:


مکانیک علم حرکت وسکون مواد است
سیالات به هرچیز روان گویند
پس مکانیک سیالات علم حرکت وسکون سیال است
پاسخ با نقل قول

  #5  
قدیمی 13/02/2012
آواتار فرهاد مجیدی
فرهاد مجیدی فرهاد مجیدی آفلاین است
كاربر متوسط
 

نام: رضا
جنسيت: مرد
شغل: .....
محل سکونت: زردکوه بختیاری
مدرک تحصيلی: مهندس مکانیک.
پست: 309
سپاس: 287
از این کاربر 259 بار در 188 پست سپاسگزاری شده
اعتراض ها: 0
به این کاربر 0 بار در 0 پست اعتراض شده
چوب: 1
توضیح : ممکن است با خواندن این مقاله به شخصیت علمی شما توهین شود
بارها شده که صبحانه ای مفصل خورده ایم. یک لیوان شیرعسل به همراه کیکی خوشمزه! مطمئنا اگر این معجون را خورده باشید حتما بعد آن یک بادی هم از گلو خارج کرده اید! این فرآیند مهیج کاملا بی ربط به مکانیک است اما کمی صبر کنید…

فکر کنید پس ازخوردن این صبحانه یکهو به این فکر افتاده اید که کل مواد در جهان را به چند گروه تقسیم کنید. سفت و نرم؟ نه نمیشود. جای آب کجاست؟ سفت و نرم و شل؟ بهتر شد اما هنوز هم باید فکر کرد. سفت و نرم و شل و شکننده! اوه وضع داره خراب میشه. اینجوری شاید بیست نوع مجموعه بشه تشکیل داد. بهتر نیست بگیم شکننده ها برن تو زیر مجموعه ی سفت ها!؟ اصلا اگه یه ماده ای مثه باد گلویی که ول کردیم باشه چی؟ یه گاز؟ اون کجا میره؟ خب فکر میکنیم. مواد جامد مثل همون کیک، مثل دیوار مثل توپ که قابل لمس و از لحاظ شکلی ثابت هستند همچنین سفت و شکننده هم میتونن باشن. خیلی خوب شد. مایعات هم مثل شیر ، آب و نوشابه بدون گاز! دارید میخندید!؟ همه اینا رو میدنید!؟ خب بی خیال این مطلب بشین چون بقیه اش از این هم واضح تره!
جالبه که دانشمندان قبل ما برای سهولت بررسی علمی ، مواد را به سه دست تقسیم کرده اند. جامد، مایع ، گاز. البته در برخی موارد مرز مشخصی برای یک ماده نمیتوان متصور شد. مثل همان عسل داخل شیر صبحانه مان که اگر تقلبی باشد و مثل آب شل باشد جز دسته مایعات است اما اگر سفت و همراه موم و اصل باشد میشود جامد. خلاصه اینکه دسته بندی فوق محصول تفکر بشر است و نمیتوانیم یکی از این سه نام را روی همه ی مواد جهان بگذاریم. فکرش را بکنید که یخی برداشته ایم و گرمایش میدهیم. واضح است ابتدا جامد بوده سپس مایع شده و سپس تبدیل به گاز میشود. اما این فرایند معروف، یک پروسه ی فیزیکی پیوسته دارد و گذاشتن مرز برای یک محیط پیوسته بی معنیست.
بگذریم! حال اینها چه ربطی به مکانیک دارد؟ حتما عسل را درون شیر هم میزنید نه؟ کیک هم میجوید؟ خب همه ی اینکارها مکانیکیست. در حقیقت مکانیک با مواد کار دارد. مکانیک حتی میتواند بگوید این لیوان شیر به این گندگی! را یک کودک نمیتواند حمل کند چون زورش را ندارد! و صد البته شما میتوانید چون زورش را دارید. اصطلاع عامیانه زور در علم اشتباها! نیرو نام گرفته و واژه ای متفاوت از انرژیست.
مکانیک از دید علم شاخه ای از فیزیک است که در مورد رفتار مواد در معرض نیرو ، جابجایی یا تغییر شکل صحبت میکند. مکانیک علم حرکت است. حرکت مگس در هوا ، انسان روی زمین یا سیاره دور خورشید را توضیح میدهد. مکانیک حتی تاثیر حرکت روی محیط را هم بررسی میکند. مثل حرکت هوا درون اتاق، حرکت دود در آسمان و حرکت باد گلو در جلوی دوستتان!
برگردیم به سه گروه ماده ی خودمان. به نظر شما جامد و مایع و گاز چه شباهت هایی با هم دارند؟ مطمئنا مایع و گاز از لحاظ ولو بودن (همان پخش) مولکول ها بیشتر شبیه هم هستند تا یک ماده ی جامد. پس چه بهتر گروه های سه گانه ی مان را دو گانه کنیم. جامد و سیال. این همان دو خط اصلی علم مکانیک است. بخشی از این علم به جامدات میپردازد و بخشی به سیالات که بخش دوم کمی پیچیده تر از بخش اول است چون بسیاری از سیالات قابل لمس و آزمایش نیستند و باید از نتایج ریاضی برای پیش بینی رفتارشان استفاده کرد. مثلا اگر یک کیک را گاز بزند به راحتی میتوان فهمید چه بلایی سر کیک آمده از کجا و با چه زاویه ای بریده شده و … ولی اگر کسی آروغ بزند عمرا کسی بتواند رد آروغش را تعقیب کند!( البته اگر شخص دود سیگار درون دهنش باشد و سپس آروغ بزند کمی این حرکت بو! قابل تشخیص میشود که نوعی از این روش در سیالات برای شناسایی حرکت سیال کاربرد زیادی دارد)
علم مکانیک تاکنون دانشمندان زیادی به خود دیده و به ما هم ربطی ندارد که چه کسی چه کرده اما بهتر است برای اینکه جلوی دیگران ضایع نشویم بدانیم گالیله، کپلر و نیوتن و اینشتین چکار کرده اند. البته زیاد برای فهمیدن کارهای آخرین دانشمند نامبرده تلاش نکنید چون هنوز که هنوزه بر سر فهم نظرات او بحث است.
بگذریم! گفتیم که مکانیک حرکت را درجهان توصیف میکند. از دید مکانیک هیچ حرکتی در جهان بی دلیل نیست. مثلا حرکت ما درون قطار نیروییست که پاهای ما به زمین وارد میکند و بدن را به جلو میکشد یا حرکت خود قطار به دلیل مصرف سوخت و سازو کار مکانیکی تبدیل سوخت به حرکت چرخ هاست.(قطار الکتریکی مکانیزم دیگری دارد). همچنین حرکت زمین بر اساس جاذبه ی متقابل است. البته همان گالیله ی خدا بیامرز با جمع کردن اطلاعات دانشمندان زمان خود خواست به همه ثابت کند که نظر کلیسا در مورد مرکزیت زمین و چرخش همه ی اجرام به دور ما نادرست است. ما الان میدانیم که حکم این اثبات را باید در علم مکانیک جست.
مکانیک حرکات همه ی موجودات زنده و غیر زنده در جهان را تحلیل میکند که از نتایج آن در اختراعات بشری استفاده می شود. هزاران اختراع بشر از دوچرخه و اتومبیل گرفته تا سیستم های خنک کننده و گرما دهنده مدیون علم مکانیک است. به عنوان مثال پاسخ سوالات زیر را در علم مکانیک باید جستجو کرد :
چگونه اتومبیل حرکت میکند؟
چکونه هواپیما از آسمان به زمین نمی افتد؟!
چگونه پنکه هوا را در تهران بیشتر از شمال خنک میکند؟
چگونه درب اتاق به آن سنگینی با یک انگشت باز و بسته میشود؟(البته اگر انگشتتان را نزدیک لولا روی در نگذارید چون زور بیشتری میخواهد!)
چگونه یک یخچال برق میخورد و سرما میدهد؟
چگونه کشتی در آب فرو نمی رود؟
اما نیرو و حرکت چیست که علم مکانیک بر آن پایه بنا شده؟ نیرو همین زوریست که من به دکمه کیبورد وارد میکنم و حرکت هم یک مفهموم عینیست که جهان و زندگی بر آن پایه بنا شده است. مکانیک مدرن حرکت هر ماده در جهان را یا بر اساس جاذبه و فعل و انفعال الکترو مغناطیسی میداند یا کنش و واکنش بین مواد و یا فعل و انفعال مغناطیسی که توضیح این موارد مربوط به علم فیزیک است و ما فقط به همان نتیجه ی کار یعنی حرکت کار داریم!
مکانیک هم مثل هر چیزی قدیم و جدید دارد که در علم به آن کلاسیک و مدرن میگویند که البته هنوز زور مدرن به کلاسیک نرسیده تا آن را از صحنه ی روزگار حذف کند.(با اینکه مکانیک مدرن پتانسیل اینکار را دارد) . مرحوم نیوتن در حقیقت آنچه را که میدید تحلیل کرد و آنچه را که نمیدید ندید گرفت! مکانیک مدرن وقتی بوجود آمد که محدودیت های مکانیک کلاسیک نمایان شد. البته برای ما که روی زمین زندگی میکنیم و تقریبا همه چیزمان عادیست( که این عادی توضیح بسیار دارد) همین مکانیک کلاسیک هم از سرمان زیاد است. مکانیک مدرن در حقیقت حرکات عجیب غریب و سرعت های عجیب غریب تر را توصیف میکند که مکانیک کلاسیک با آن دید ماکروسکوپی قادر به پاسخگویی به آنها نیست.
جالب است بدانیم تا همین ۴۰۰ سال پیش دیدگاه دانشمندان در مورد حرکت با دیدگاه فعلی کاملا متفاوت بود. مثلا از نظر دانشمندان یونانی مثل ارسطو ( که بیشتر فیلسوف بودند تا دانشمند) دلیل اینکه توپ پس از رها شدن به سمت زمین می آید محل ذاتی توپ روی زمین است!( شکافتن یک موضوع فلسفی که امروزه بسیاری فلسفه را حتی علم هم حساب نمیکنند کمی مشکل است. آن زمان به علت نقصان علم، توضیح این مسائل بسیار شیرین بود و به به و چه چه همه را در می آورد.) معنی امروزی این فلسفه بافی این است ” چون توپ دوست دارد به زمین بیاید پس می آید!” خورشید و اجرام آسمانی هم به این دلیل دور زمین میگشتند(البته آن زمان!) چون ذات آنها همین است و این یک پدیده ی فرابشری بود!
باز هم بگذریم! بدانید که مهمترین علوم مرتبط با مکانیک (یا حتی زیر مجموعه ی مکانیک) عمران، هوافضا، مواد و بیومکانیک میباشد. پس بهتر است دانشجویان این رشته ها زیاد خودشان را برای ما نگیرند!!
منبع:سرسام مکانیک
پاسخ با نقل قول
پاسخ


ابزارهای تاپیک

قوانین ارسال
شمانمی توانید تاپیک جدید ارسال نمایید
شمانمی توانید پاسخی ارسال نمایید
شمانمی توانید پیوست ارسال نمایید
شمانمی توانید پست های خود را ویرایش نمایید

کد بی بیفعال است
شکلک ها فعال است
کد [IMG] فعال است
کدهای HTML غیر فعال است



زمان محلی شما با تنظیم GMT +4.5 هم اکنون 19:24 میباشد.


Powered by vBulletin® Version 3.8.4
Copyright ©2000 - 2018, Jelsoft Enterprises Ltd.
Copyright © 2006 - 2018 ParsiKing. All Rights Reserved to Parsiking Group
دامین های زیر جهت ارائه خدمات در مالکیت سایت پادشاه ایرانی می باشد
parsiking.com - parsiking.biz - parsiking.org - parsiking.net - parsiking.in - parsiking.ir
vBCredits v1.4 Copyright ©2007 - 2008, PixelFX Studios