กลับไปหน้าบทความ

อ่าน 2 นาที

สมดุลของเปลือกหอย

กลศาสตร์ของไหล

ในกลศาสตร์ของไหลสมดุลของเปลือกสามารถใช้เพื่อกำหนดโปรไฟล์ความเร็วของของไหลที่เคลื่อนที่ กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลง ความเร็ว ของของไหล ตามตำแหน่งในหน้าตัดการไหล

สมดุลของเปลือกหอย

ในกลศาสตร์ของไหลสมดุลของเปลือกสามารถใช้เพื่อกำหนดโปรไฟล์ความเร็วของของไหลที่เคลื่อนที่ กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลง ความเร็ว ของของไหล ตามตำแหน่งในหน้าตัดการไหล

"เปลือก" คือองค์ประกอบเชิงอนุพันธ์ของการไหล โดยการพิจารณาโมเมนตัมและแรงที่กระทำต่อส่วนเล็กๆ ส่วนหนึ่ง เราสามารถทำการอินทิเกรตไปทั่วการไหลเพื่อดูภาพรวมของการไหลทั้งหมดได้ สมดุลจะเป็นตัวกำหนดว่าอะไรจะเข้าและออกจากเปลือก โมเมนตัมเกิดขึ้นภายในเปลือกจากการไหลเข้าและออกจากเปลือก และจากแรงเฉือนนอกจากนี้ยังมีแรงดันและ แรงโน้ม ถ่วงกระทำต่อเปลือก จากสิ่งเหล่านี้ เราสามารถหาความเร็วสำหรับจุดใดๆ ในการไหลได้

แอปพลิเคชัน

สมดุลของเปลือกสามารถนำไปใช้ได้ในหลายสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น การไหลในท่อ การไหลของของเหลวหลายชนิดรอบๆ กัน หรือการไหลเนื่องจากความแตกต่างของความดัน แม้ว่าเงื่อนไขในสมดุลของเปลือกและเงื่อนไขขอบเขตจะเปลี่ยนแปลงไป แต่การตั้งค่าและกระบวนการพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม

ข้อกำหนดสำหรับการคำนวณสมดุลเปลือกหอย

ของเหลวนั้นต้องมีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:

เงื่อนไขขอบเขตใช้เพื่อหาค่าคงที่ของการอินทิเกรต

การปรับสมดุลเปลือกหอย

ของเหลวไหลผ่านและสัมผัสกับพื้นผิวแนวนอนสองพื้นผิวที่มีพื้นที่สัมผัส A โดยใช้เปลือกทรงกระบอกที่มีความสูง Δy (ดูแผนภาพด้านล่าง)

แผนภาพแสดงกระบวนการสมดุลของเปลือกในกลศาสตร์ของไหล
แผนภาพแสดงกระบวนการสมดุลของเปลือกในกลศาสตร์ของไหล

พื้นผิวด้านบนเคลื่อนที่ด้วยความเร็ว U ส่วนพื้นผิวด้านล่างอยู่นิ่ง

  • ความหนาแน่นของของเหลว = ρ
  • ความหนืดของของเหลว = μ
  • ความเร็วในทิศทาง x =วีx{\displaystyle V_{x}}ดังแสดงโดยเส้นทแยงมุมด้านบน นี่คือสิ่งที่สมดุลเปลือกหอยกำลังหาคำตอบ

การอนุรักษ์โมเมนตัม

  • (อัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมขาเข้า) - (อัตราการเปลี่ยนแปลงโมเมนตัมขาออก) + (ผลรวมของแรงทั้งหมด) = 0

ในการทำสมดุลเปลือกหอย ให้ทำตามขั้นตอนพื้นฐานต่อไปนี้:

  1. หาค่าโมเมนตัมจากแรงเฉือน (โมเมนตัมจากแรงเฉือนเข้าสู่ระบบ) - (โมเมนตัมจากแรงเฉือนออกจากระบบ) โมเมนตัมจากแรงเฉือนเข้าสู่เปลือกที่จุดy และออกจากระบบที่จุด +  Δy  แรงเฉือน = τyx พื้นที่ = A , โมเมนตัม= τyxA
  2. หาค่าโมเมนตัมจากการไหล โมเมนตัมไหลเข้าสู่ระบบที่x  = 0 และไหลออกที่x  = Lการไหลเป็นแบบสภาวะคงที่ ดังนั้น โมเมนตัมที่ไหลที่x  = 0 จึงเท่ากับโมเมนต์ของการไหลที่x  = Lดังนั้นจึงหักล้างกันไป
  3. จงหา แรงโน้ม ถ่วงที่กระทำต่อเปลือกหอย
  4. หาค่าความดัน
  5. แทนค่าลงในสมการอนุรักษ์โมเมนตัมและแก้หาค่าτ
  6. ใช้กฎความหนืดของนิวตันสำหรับของไหลแบบนิวตันτ = - μ ( dV / dy )
  7. ทำการอินทิเกรตเพื่อหาสมการของความเร็ว และใช้เงื่อนไขขอบเขตเพื่อหาค่าคงที่ของการอินทิเกรต

ขอบเขตที่ 1: พื้นผิวด้านบน: y = 0 และ V = U

ขอบเขตที่ 2: พื้นผิวด้านล่าง: y = D และ V = 0

ทรัพยากร

  • "การแก้ปัญหาในปรากฏการณ์การขนส่ง : ปัญหาทางกลศาสตร์ของไหล" สืบค้นเมื่อ2550-10-06
  • Harriott, Peter; W. McCabe; J. Smith (2004). การดำเนินงานหน่วยของวิศวกรรมเคมี: ฉบับที่เจ็ด . McGraw-Hill Professional. หน้า68–132 . ISBN  9780072848236.
ดึงข้อมูลมาจาก " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Shell_balance&oldid=1267278278 "

สรุปเนื้อหา

ข้อมูลสำคัญจากบทความ

ข้อมูลสำคัญเกี่ยวกับ สมดุลของเปลือกหอย

ในกลศาสตร์ของไหลสมดุลของเปลือกสามารถใช้เพื่อกำหนดโปรไฟล์ความเร็วของของไหลที่เคลื่อนที่ กล่าวคือ การเปลี่ยนแปลง ความเร็ว ของของไหล ตามตำแหน่งในหน้าตัดการไหล

แอปพลิเคชัน

สมดุลของเปลือกสามารถนำไปใช้ได้ในหลายสถานการณ์ ตัวอย่างเช่น การไหลในท่อ การไหลของของเหลวหลายชนิดรอบๆ กัน หรือการไหลเนื่องจากความแตกต่างของความดัน แม้ว่าเงื่อนไขในสมดุลของเปลือกและเงื่อนไขขอบเขตจะเปลี่ยนแปลงไป แต่การตั้งค่าและกระบวนการพื้นฐานยังคงเหมือนเดิม

การปรับสมดุลเปลือกหอย

ของเหลวไหลผ่านและสัมผัสกับพื้นผิวแนวนอนสองพื้นผิวที่มีพื้นที่สัมผัส A โดยใช้เปลือกทรงกระบอกที่มีความสูง Δy (ดูแผนภาพด้านล่าง)

การอนุรักษ์โมเมนตัม

ในการทำสมดุลเปลือกหอย ให้ทำตามขั้นตอนพื้นฐานต่อไปนี้: