در مسیر حرکت سیال، با افزایش تندی شاره، فشار آن کاهش می یابد.
حرکت شاره معمولا به دو صورت یکنواخت و آشوبناک می باشد.
در حرکت یکنواخت (لایه‌ای)، شکل کلی جریان ثابت است اما در حرکت آشوبناک (تلاطمی) شکل جریان شاره و مسیر حرکت ذرات درون آن، مرتبا تغییر می کند.
برای سادگی محاسبات با حرکت یکنواخت شاره (که مدل آرمانی است) کار می کنیم. این حالت چند ویژگی دارد:
- شاره بدون تلاطم بوده و یکنواخت است.
- شاره تراکم ناپذیر است.(چگالی آن ثابت می باشد.)
- می توان از اصطکاک بین شاره با دیواره ها (گران‌روی) صرف نظر کرد.
معادله پیوستگی
آهنگ شارش جریان: حجم شاره گذرنده از هر مقطع لوله در واحد زمان
طبق پایستگی جرم باید مقدار آب عبوری از مقطع های متفاوت یکسان باشد. باتوجه به این نکته می توان نتیجه گرفت که با کاهش سطح مقطع لوله باید سرعت حرکت سیال افزایش یابد.
در حالت پایا، آهنگ جریان عبوری از مقطع های متفاوت، یکسان بوده و به صورت زیر می باشد:
با توجه به رابطه بالا در قسمت های باریک تر، تندی شاره افزایش می یابد و برعکس
اصل برنولی
در لوله ونتوری اگر مایع تراکم ناپذیر باشد. تندی مایع در قسمت های باریک تر، افزایش می یابد. اما عدد فشارسنج چه تغییری می کند؟
با افزایش تندی مایع، حرکت ذرات سریع تر شده و با توجه به اینکه لایه ای حرکت می کنند تعداد ضربات و برخورد آنها با دیواره ها کاهش می یابد و همین عامل باعث کاهش فشار شاره می شود.
نحوه کار با شبیه ساز
با کلیک روی تصویر و فعال شدن شبیه ساز، مساحت 3 ناحیه مشخص شده را به دلخواه تغییر دهید. توجه کنید در هر ناحیه لوله ای نازک و عمودی قرار داده شده است تا با توجه به ارتفاع مایع درون آنها، از کاهش/افزایش فشار مایع در ناحیه مورد نظر آگاه شوید.
پس از اعمال تغییرات دلخواه خود، گزینه پخش را بزنید تا حرکت مایع را مشاهده کنید.
توجه 1: برای مشاهده بهتر رفتار سیال، گزینه "حرکت آهسته" را تیک بزنید.
توجه 2: می توانید جهت درک بهتر حرکت شاره، تیک گزینه "ذره سیال مورد مطالعه" را فعال کنید.
سرعت سیال در ناحیه اول را تغییر داده و با توجه به معادله پیوستگی سرعت آن را در ناحیه دوم و سوم به صورت تئوری پیش بینی کنید. سپس همین موارد را به صورت عملی انجام داده و بررسی کنید که آیا عددی پیش بینی شده با عدد آزمایش برابری می کند یا خیر
توجه 3: برای اندازه گیری سرعت در هرناحیه باید ذره مورد مطالعه دقیقا زیر لوله عمودی باشد.
سوال: چطور می توان اختلاف ارتفاع بین لوله های نازک عمودی را محاسبه کرد؟
راهکارهای خود را در قسمت "پرسش و پاسخ" برای ما ارسال کنید.
- آشنایی با لوله ونتوری
- مطالعه حرکت سیال و معادله پیوستگی
- بررسی اصل برنولی در لوله ونتوری
- پیش بینی و اندازه گیری سرعت و فشار شاره در نقاط مختلف
