فرمت فایل:word

تعدادصفحات:39 صفحه

جريان سريع يك سيال به جت موسوم مي‌باشد كه در بسياري از موارد براي توليد كار مكانيكي بكار مي‌رود و نمونه‌اي از اين كار‌بردها توربين پلتون مي‌باشد، همچنين از ضربة جت براي چسباندن دوپليت و شكستن يخ استفاده مي‌شود. كابرد ديگر ضربة جت درجة شكاري مي‌باشد.

هدف از آزمايش:

هدف از اين آزمايش بررسي نيروي وارده از يك جت آب به موانع ساكن و مقايسه آن با قوانين مومنتم مي‌باشد.

تجزيه و تحليل و تئوري آزمايش:

معادلات پيوستگي، انرژي( برنولي)و مونتم روابطي هستند ه ب اآنها اكثر مسائل هيدروليك قابل بررسي مي‌باشد، در آزمايش ضربه جت از هر سه مورد فوق استفاده مي‌شود. لذا هر يك از معادلات فوق را بطور جداگانه مورد بررسي و تجزيه تحليل قرار مي‌دهيم.

مقدر سيالي را كه در واحد زمان از يك مقطع عبور مي‌كند دبي يا شدت جريان گويند، شدت جريان ممكن است بصورت دبي حجميQ، يا دبي جرمي»M« و يا دبي وزنيG بيان شود براي سيالات تراكم ناپذير بطور متداول از دبي حجمي استفاده مي‌شود اما براي سيالات تراكم‌پذير بهتر است از 1- دبي حجمي يا2- دبي وزني

استفاده كنيم در سيستم SI واحد دبي حجميواحد دبي جرمي و Sec /Kg واحد

دبي وزني است.

ابتدا مقطعي به مساحت A را درنظر مي‌گيريم كه سيال با سرعت يكنواخت V از آن عبور كند،سيال در مدت زمان dt مسافتVdt راطي مي‌كند حجم سيال جاري در مدت dt برابر Avdt است بنابراين دبي حجمي( دبي جاري در واحد زمان) برابر است با:

رابطه فوق نشان مي‌دهد كه دبي حجمي برابر است با سرعت متوسط ضربدر سطح مقطع عبور جريان( مقطع بر امتداد سرعت عمود است) اگر دبي حجمي را در جرم مخصوص سيال ضرب كنيم دبي جرمي بدست مي‌آيد واگر در وزن مخصوص آن ضرب كنيم، دبي وزني حاصل مي‌شود بنابراين خواهي داشت:

بديهي است كه در حالت كلي توزيع سرعت روي مقطع يكنواخت نيست، اگر سرعت جريان در عبور از المان سطح را به u نشان دهيم، دبي حجمي عبوري از المان udA است بنابراين دبي حجمي بصورت زير بيان مي‌شود:

كه سرعت V متوسط عبور از مقطع است اگر u بصورت تابعي از A معلوم باشد مي‌توان از معادلات فوق دبي را تعيين كرد در بعضي موارد ممكن است كه مقطع جريان به چند سطح كوچك تقسيم شده باشد و سرعت متوسط را در هر يك از سطوح كوچك بدانيم در اين حالت دبي از رابطه زير تعيين مي‌شود:

اگر دبي را به روشي مستقيماَ اندازه‌گيري كرده ‌باشيم سرعت متوسط را مي‌توان از رابطه زير بدست آورد:

دربحث فوق همواره سطح مقطع را عمود بر بردار سرعت در نظر گرفته‌ايم درحالت كلي بردار سرعت u در هر نقطه به امتداد عمود بر المان سطح زاويه‌اي مانندمي‌سازد.

در اينصورت دبي عبور از المان برابر است با :

معادله فوق معادله عمومي پيوستگي است كه براي جريانهاي داخلي بكار مي‌رود اين معادله بيان مي‌كند كه دبي جرمي خالص ورودي به حجم كنترل برابر است با ميزان افزايش جرم داخل حجم كنترل نسبت به زمان، معادله پويستگي براي حالات خاص به صورتهاي زير ساده مي‌شود مثلاَ براي جريان دائمي چون است معادله

پيوستگي به صورت زير بيان مي‌شود.

معادلات فوق هم براي جريان تراكم پذير و هم براي جريان تراكم ناپذير به كار مي‌رود،درجريان تراكم ناپذير P ثابت است ودرنتيجه در روابط فوق بوده و معادله پيوستگي براي جريان تراكم ناپذير بصورت زير بيان مي‌شود.

معادله فوق هم براي جريان دائمي و هم براي جريان غير دائمي معتبر است. براي جريان غير دائمي يك مايع در يك كانال روباز طبق اصل بقاي جرم دبي حجمي عبوري از مقطع 1 منهاي دبي حجمي عبوري از مقطع 2 برابر است با ميزان افزايش حجم بين دو مقطع نسبت به زمان يعني:

كه S حجم مايع بين دو مقطع داخل كانال است.