Materyalê Hevkêşeya Berdewamiyê
Dema ku herikîna ava ji lûleyê derdikeve temaşe bikin, hewl bidin ku lûleya avê hêdî hêdî vekin. Dema ku lûle raweste, bi destê xwe lûleyê qismî bigirin. Niha bidin ber hev ka kîjan herikîna avê mezintir e. Dema ku qismî girtî ye an jî vekirî ye? Ger lûleyek we hebe ku bi gelemperî ji bo avdana kulîlkan tê bikar anîn, bila av di nav wê re derbas bibe. Bi dest an tiliya xwe lûleyê qismî bigirin. Her ku beşa lûleyê zêdetir girtî be, av ewqas zûtir diherike. Berevajî vê, heke lûle ne girtî be, av dê hêdîtir biherike. Çima wisa ye? Ji bo fêmkirina vê yekê, ji kerema xwe hevkêşeya domdariyê bixwînin.
Xetên Herikînê û Lûleyên Herikînê
Pêşî, em têgehên xêzên herikînê û lûleyên herikînê fêm bikin. Ev têgeh girîng e ji ber ku ew ê ji we re bibe alîkar ku hûn hevkêşeya domdariyê fêm bikin.
Xeta çemê
Li wêneyê li jêr binêre, xêza şîn Streamline e.
Di herikîna sabît de, leza her perçeyek şilavê li xalekê, wek mînak xala A, sabît dimîne. Dema ku ew ji xala B derbas dibe, leza perçeyên şilavê dibe ku biguhere. Lêbelê, dema ku digihîjin xala B, perçeyên şilavê yên li dû wan tên bi heman leza perçeyên şilavê yên beriya wan diherikin. Ev yek dema ku digihîjin xala C û hwd. jî derbas dibe. Xeta herikînê xêza ku xalên A, B, û C bi hev ve girêdide ye.
Lûleya herikînê
Bi kurtasî, em dikarin her xêzek herikînê di her xalekê di herikîna şilavê de bikşînin. Ger em herikîna şilavê ya sabît bifikirin, hejmarek xêzên herikînê ku di goşeyek diyarkirî re li ser rûberek xeyalî (rûbera xeyalî) derbas dibin, lûleyek herikînê çêdikin. Ti perçeyên şilavê bi hev re naçin hev lê her gav paralel in, û lûleya herikînê dê dişibihe lûleyek ku her gav heman şekl heye. Şilava ku ji dawiya lûleyê dikeve dê ji dawiya din a lûleyê derkeve.
Deynkirin
Derxistin qebareya şilavekê nîşan dide ku di nav demek diyarkirî de di beşek diyarkirî re derbas dibe. Ji hêla matematîkî ve, ew dikare wiha were îfade kirin:
Ji bo têgihîştina we bêtir, em mînakekê bi kar bînin. Ferz bikin ku şilekek di boriyekê re derbas dibe. Borî bi gelemperî silindirî ne û rûbera wan a xaçerêyî ya diyarkirî heye. Borî her wiha dirêjahiyek jî heye.
Dema ku şilav di lûleyê de heta L diherike, wê demê qebareya şilavê di lûleyê de V = AL ye (V = qebareya şilavê, A = rûbera xaçerêyî û L = dirêjahiya lûleyê). Ji ber ku di dema herikîna di lûleyê de li ser L şilav demek diyarkirî derbas dike, wê demê em dikarin bibêjin ku mezinahiya rijandina şilavê ev e:
Ji ber ku v = s/t = L/t —> L = vt, hevkêşeya jorîn wiha tê guhertin:
Bi vî awayî, dema ku şilek ji bo demek diyarkirî di boriyekê re derbas dibe ku xwedan rûber û dirêjahiyek diyarkirî ye, mezinahiya derçûna şilekê (Q) wekhevî rûbera rûbera rûbera rûbera (A) ye ku bi leza herikîna şilekê (v) zêde bûye.
Hevkêşeya Berdewamiyê
Herikîna şilavê di lûleyek bi qûtreyên cuda de, wekî ku di wêneyê jêrîn de tê nîşandan, bifikirin.
Ev wêne herikîna şilavê ji çepê ber bi rastê nîşan dide (şilav ji lûleyek bi qûtreyek mezin ber bi lûleyek bi qûtreyek piçûk ve diherike). Xetên xalxalî xêzên herikînê ne.
Sernivîsa wêneyê: A1 = rûbera xaçerêya beşa lûleya bi qûtra mezin, A2 = rûbera xaçerêya beşa lûleya bi qûtra piçûk, v1 = leza herikîna şilavê di beşa lûleya bi qûtra mezin de, v2 = leza herikîna şilavê di beşa lûleya bi qûtra piçûk de, L = mesafeya ku şilavê daye.
Di pêşgotina dînamîkên şilavan de, hate ravekirin ku di dînamîkên şilavan de, em li ser herikîna şilavên ku nayên pehnkirin, nayên zeliqandin, ne-turbulent û sabît in nîqaş dikin. Di herikîna sabît de, leza perçeyên şilavê li xalekê bi leza perçeyên şilavê yên din ên ku di wê xalê re derbas dibin re wekhev e. Herikîna şilavê jî bi hev re naqelişe (xetên herikînê paralel in). Ji ber vê yekê, giraniya şilavê ku dikeve dawiya lûleyê divê bi giraniya şilavê ku ji dawiya din derdikeve re wekhev be. Ger şilavek bi giraniyek diyarkirî bikeve lûleyek bi qutrek mezin, wê hingê şilav dê bi qutrek piçûk bi giraniyek sabît ji lûleyê derkeve.
Niha, li wêneyê lûleya jorîn binêre. Li beşa lûleya bi qutra mezin û beşa lûleya bi qutra piçûk binêre.
Di demek diyarkirî de, mîqdarek diyarkirî ji şilavê di beşek lûleyê de bi qûtra mezin (A) diherike.1) heta L1 (L1 = v1 t). Qebareya şilava ku diherike V ye.1 =A1 L1 =A1 v1 t. Di heman navberê de, mîqdarek din ji şilavê di beşek boriyê de bi qûtra piçûktir (A) diherike.2) heta L2 (L2 = v2 t). Qebareya şilava ku diherike V ye.2 =A2 L2 =A2 v2 t.
Hevkêşeya Berdewamiyê ji bo Şilavên Nekompresîbil (nekompressible)
Pêşî, em rewşa şilaveke nepêçbar binirxînin. Di şilaveke nepêçbar de, tîrbûna, an jî giraniya şilavê li her xala ku ew tê re derbas dibe, her tim yek e. Giraniya şilavê ku di lûleyeke bi rûbera xaçerêya A1 ( qûtra mezin a lûleyê) de di demek diyarkirî de diherike ev e:
Bi heman awayî, girseya şilavê ku di boriyekê de bi qada xaçerêya A2 (qûtra boriyek piçûk) di demek diyarkirî de diherike ev e:
Bihesibînin ku di herikîna sabît de, giraniya şilava ku dikeve û giraniya şilava ku derdikeve wekhev e, wê hingê:
m 1 = m 2
ρ A 1 v 1 t = ρ A 2 v 2 t (tîrbûna şilavê û navbera demê yek in, ji ber vê yekê ew hevdu betal dikin)
A 1 v 1 = A 2 v 2
Ji ber vê yekê, di şilavên nepêçbar de, hevkêşeya domdariyê derbas dibe:
A 1 v 1 = A 2 v 2 — Hevkêşeya 1
Agahî:
A 1 = rûbera xaçerêyî 1, A 2 = rûbera xaçerêyî 2, v 1 = leza herikîna şilavê li xaçerêyî 1, v 2 = leza herikîna şilavê li xaçerêyî 2, A v = rêjeya herikîna qebareyî V/t ango derxistin
Hevkêşeya 1 nîşan dide ku rêjeya herikîna qebareyê, ku wekî derxistin jî tê zanîn, li her xalek li ser lûleyek an lûleya herikînê her gav yek e. Her ku xaçerêya lûleyê kêm dibe, rêjeya herikîna şilavê zêde dibe; berevajî vê, her ku xaçerêya lûleyê zêde dibe, rêjeya herikîna şilavê kêm dibe.
Dema ku em lûleya avê bi qismî digirin, herikîna avê ji dema ku lûle bi qismî girtî be zûtir dibe. Ev ji ber vê yekê ye ku rûbera xaçerêya lûleyê dema ku lûle bi qismî girtî be kêm dibe, rêjeya herikîna avê zêde dike (şile zûtir diherike). Ev yek ji bo lûleyên avê jî derbas dibe. Lêbelê, girîng e ku were zanîn ku rêjeya herikîna derxistinê an jî qebareyî li hemî xalên herikîna avê yek dimîne, çi lûle bi qismî girtî be çi nebe. Ji ber vê yekê, tiştê ku diguhere rêjeya herikîna şileyê ye.
Baş e, herikîna avê di çem de çawa ye? Beşên kûrtir ên çem xwedî xaçerêyek mezintir in ji beşên kêm kûrtir, ji ber vê yekê rêjeya herikîna avê li beşên kûrtir ji beşên kêm kûrtir kêmtir e. Ger hûn herikînek çem pir aram bibînin, ev tê vê wateyê ku çem kûr e. Lê heke çem ji nişkê ve bi lez herikîne, ew beş bê guman kêm kûr e. Lêbelê, rêjeya herikîna qebareya avê her gav yek e, çi di beşên kûr de be çi jî di beşên aram ên çem de.
Hevkêşeya Berdewamiyê ji bo Şilavên Pêçbar (compresable)
Di rewşa şilavên pêçbar de , tîrbûna şilavê her tim ne yek e. Bi gotineke din, tîrbûna şilavê dema ku tê pêçandin diguhere. Di şilavên nepêçbar de , tîrbûna şilavê ji hevkêşeyê tê derxistin, di vê rewşê de, tîrbûna şilavê hîn jî tê de ye. Bi balkişandina ser hevkêşeya berê ya hatî derxistin, em hevkêşeya şilavên pêçbar derxînin.
Bihesibînin ku di herikîna sabît de, giraniya şilava ku dikeve û giraniya şilava ku derdikeve wekhev e, wê hingê:
m 1 = m 2
ρA1v1t = ρA2v2t
Navbera demê ya herikîna şilavê wek hev e, ji ber vê yekê ew dikare were rakirin. Hevkêşe diguhere:
ρ A 1 v 1 = ρ A 2 v 2 → Hevkêşana 2
Ev hevkêşeya şilaveke pêçbar e. Tenê cudahî di tîrbûna şilavê de ye. Dema ku şilavek tê pêçandin, tîrbûna wê diguhere. Berevajî vê, dema ku şilavek nepêçbar be, tîrbûna wê sabît dimîne û dikare were betalkirin.
Nimûneya pirsa 1:
Av bi leza 2 m/s di boriyek bi qûtra 10 cm re diherike. Derketina avê çi ye?
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Qûtra boriyê = 10 cm (ev qûtra hundirîn a boriyê ye)
Radyusa lûleyê (r) = 5 cm = 0,05 m
v av = 2 m/s
Pirsî: Debît
Bersiv:
Q = A v
Q = (π r2 ) (2 m/s)
Q = (3,14)(0,05 m) 2 (2 m/s)
Q = (3,14)(0,0025 m² ) (2 m/s)
Q = 0,0157 m3 / çirke
Nimûneya pirsa 2:
Boriyeke avê ya bi qûtra 20 cm bi boriyeke din a bi qûtra 10 cm ve girêdayî ye. Ger rêjeya herikîna avê di boriya bi qûtra 20 cm de = 4 m/s be, rêjeya herikîna avê di boriya bi qûtra 10 cm de çi ye?
Nîqaş
Tê zanîn ku:
Dirêjahî 1 = 20 cm (r 1 = 10 cm = 0,1 m)
v1 = 4 m/ s
Dirêjahiya 2 = 10 cm (r2 = 5 cm = 0,05 m)
Pirsî: v 1
Bersiv:
Q1 = Q2
A 1 v 1 = A 2 v 2
(π r 12 ) (4 m/s) = (π r 22 ) (v 2 )
(0,1 m) 2 (4 m/s) = (0,05 m) 2 (v 2 )
(0,01 m² ) (4 m/s) = (0,0025 m² ) ( v² )
(0,04 m3 / s) = (0,0025 m2 ) ( v2 )
v2 = 16 m/ s
