တည်ငြိမ်သောနှင့် ပြောင်းလဲနေသော အရည်ပစ္စည်း

တည်ငြိမ်သောနှင့် ပြောင်းလဲနေသော အရည်ပစ္စည်း

အရည်များသည် ရူပဗေဒတွင် စိတ်ဝင်စားဖွယ်ကောင်းသော အကြောင်းအရာတစ်ခုဖြစ်ပြီး အရည်နှင့် ဓာတ်ငွေ့များကဲ့သို့သော စီးဆင်းနိုင်သော အရာများ၏ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အပြုအမူများ ပါဝင်ပတ်သက်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။ အရည်တည်ငြိမ်မှုနှင့် အရည်ဒိုင်းနမစ်တို့သည် အရည်လေ့လာမှု၏ အဓိကဌာနခွဲနှစ်ခုဖြစ်ပြီး တစ်ခုချင်းစီတွင် ၎င်း၏ထူးခြားသော ဝိသေသလက္ခဏာများနှင့် အသုံးချမှုများရှိသည်။ ဤဆောင်းပါးတွင်၊ အရည်တည်ငြိမ်မှုနှင့် အရည်ဒိုင်းနမစ်သီအိုရီ၏ အခြေခံများအပြင် ၎င်းတို့၏ နေ့စဉ်ဘဝတွင် အသုံးချမှုများ၏ လက်တွေ့ကမ္ဘာဥပမာအချို့ကို ပြန်လည်သုံးသပ်ပါမည်။

တည်ငြိမ်သော အရည်

static fluid ဆိုသည်မှာ ငြိမ်သက်နေသော အရည်တစ်မျိုးဖြစ်ပြီး၊ ဆိုလိုသည်မှာ မည်သည့်လှုပ်ရှားမှုကိုမျှ မခံစားရပါ။ static fluid များကို လေ့လာခြင်းကို hydrostatics ဟုခေါ်လေ့ရှိသည်။ static fluid များတွင် အရေးကြီးသော အယူအဆအချို့တွင် hydrostatic pressure၊ Pascal's principle နှင့် Archimedes' law ပါဝင်သည်။

ဟိုက်ဒရိုစတက်တစ်ဖိအား

static fluid ရှိဖိအားသည် ယူနစ်မျက်နှာပြင်ဧရိယာတစ်ခုလျှင် သက်ရောက်သောအားဖြစ်ပြီး ဦးတည်ချက်အားလုံးတွင် ညီညာစွာသက်ရောက်လေ့ရှိသည်။ ဤဖိအားသည် လေ့လာရေးအမှတ်အထက်ရှိ အရည်၏အလေးချိန်ကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသည်။ hydrostatic pressure equation ကို အောက်ပါအတိုင်းဖော်ပြထားသည်-

\[ P = P_0 + \rho gh \]

ဘယ်နေရာ:
-\(P\) သည် အနက်ရှိ ဖိအား\(h\) ဖြစ်သည်။
-\( P_0\) သည် မျက်နှာပြင်ဖိအား ဖြစ်သည်။
-\(\rho\) သည် အရည်၏ သိပ်သည်းဆဖြစ်သည်။
-\(g\) သည် ဆွဲငင်အားကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အရှိန်ဖြစ်သည်။
– \( h \) သည် အနက် ဖြစ်သည်။

ရိုးရှင်းသော ဥပမာတစ်ခုမှာ ရေငုပ်သမားတစ်ဦးသည် ရေအောက်ပိုနက်အောင်သွားသောအခါ ခံစားရသော ဖိအားဖြစ်သည်။ ရေငုပ်သမားသည် ရေနက်သွားလေ၊ ၎င်းတို့အပေါ်ရှိ ရေ၏အလေးချိန်ကြောင့် ဖိအားပိုကြီးလေဖြစ်သည်။

ပါစကယ်ရဲ့ နိယာမ

Pascal ၏နိယာမသည် ကန့်သတ်ထားသော အရည်တစ်ခုရှိ မည်သည့်နေရာတွင်မဆို ဖိအားပြောင်းလဲမှုသည် အရည်တစ်လျှောက်တွင် တစ်ပြေးညီ ပျံ့နှံ့သွားသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤနိယာမသည် ဟိုက်ဒရောလစ်စနစ်များကဲ့သို့ လက်တွေ့အသုံးချမှုများစွာကို အသုံးချနိုင်သည်။ ဥပမာအားဖြင့်၊ ဟိုက်ဒရောလစ်ဂျက်တွင်၊ ပစ္စတင်ငယ်တစ်ခုသို့ အားအနည်းငယ်သက်ရောက်ခြင်းသည် ပစ္စတင်ကြီးပေါ်တွင် အားများစွာဖြစ်ပေါ်စေသည်။

အာခီမီးဒီးစ်၏ ဥပဒေ

အာခီမီးဒီးစ်၏ နိယာမအရ အရည်ထဲတွင် တစ်စိတ်တစ်ပိုင်း သို့မဟုတ် အပြည့်အဝ နှစ်မြှုပ်ထားသော အရာဝတ္ထုတိုင်းသည် အရာဝတ္ထုမှ ရွှေ့ပြောင်းခံရသော အရည်၏ အလေးချိန်နှင့် ညီမျှသော အပေါ်သို့ မျောနေသောအားကို ခံစားရမည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤမျောနေသောအားကို မျောနေသောအားဟု လူသိများသည်။

\[ F_b = \rho g V \]

ဘယ်နေရာ:
–\( F_b \) သည် မြှောက်အား ဖြစ်သည်။
-\(\rho\) သည် အရည်၏ သိပ်သည်းဆဖြစ်သည်။
-\(g\) သည် ဆွဲငင်အားကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အရှိန်ဖြစ်သည်။
-\(V\) သည် ရွှေ့ပြောင်းခံရသော အရည်၏ ထုထည်ဖြစ်သည်။

ဥပမာတစ်ခုကတော့ သင်္ဘောတစ်စင်း ရေပေါ်မှာ ပေါလောမျောနေတဲ့အခါပါ။ သင်္ဘောကို ရွှေ့ပြောင်းလိုက်တဲ့ ရေရဲ့အလေးချိန်ဟာ သင်္ဘောရဲ့အလေးချိန်နဲ့ ညီမျှတာကြောင့် သင်္ဘောဟာ ပေါလောမျောနေနိုင်ပါတယ်။

အရည်ဒိုင်းနမစ်

တည်ငြိမ်သောအခြေအနေများအပြင်၊ အရည်များသည် မကြာခဏ ရွေ့လျားခြင်း သို့မဟုတ် စီးဆင်းနေခြင်း ရှိပါသည်။ ရွေ့လျားနေသော အရည်များ၏ အပြုအမူကို လေ့လာခြင်းကို hydrodynamics ဟုခေါ်သည်။ အရည်ဒိုင်းနမစ်တွင် အရေးကြီးသော အယူအဆအချို့တွင် continuity equation၊ Bernoulli equation နှင့် Navier-Stokes laws များ ပါဝင်သည်။

စဉ်ဆက်မပြတ်ညီမျှခြင်း

ဖိအားမချုံ့နိုင်သော အရည်စီးဆင်းမှုတွင် အဝင်ထုထည်စီးဆင်းမှုနှုန်းသည် အထွက်ထုထည်စီးဆင်းမှုနှုန်းနှင့် ညီမျှရမည်ဟု continuity equation တွင် ဖော်ပြထားသည်။ ဤညီမျှခြင်းကို အောက်ပါအတိုင်း ဖော်ပြနိုင်သည်။

\[ A_1 v_1 = A_2 v_2 \]

ဘယ်နေရာ:
– \( A_1 \) နှင့် \( A_2 \) တို့သည် အမှတ် ၁ နှင့် ၂ ရှိ ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာများ ဖြစ်သည်။
–\( v_1\) နှင့် \( v_2\) တို့သည် အမှတ် ၁ နှင့် ၂ ရှိ စီးဆင်းမှုအလျင်များ ဖြစ်ကြသည်။

ဥပမာအားဖြင့် အဆုံးတွင်ကျဉ်းသော ရေပိုက်တစ်ခုဖြစ်သည်။ ပိုက်ကို အဆုံးတွင်ညှစ်လိုက်သောအခါ ပိုက်၏အဆုံးရှိ ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာသည် ပိုသေးငယ်သောကြောင့် ရေသည် ပိုမိုမြန်ဆန်စွာ စီးဆင်းသွားသည်။

ဘာနူးလီ၏ ညီမျှခြင်း

ဘာနူးလီ၏ညီမျှခြင်းက ဖိသိပ်၍မရသော၊ ပွတ်တိုက်မှုမရှိသော အရည်စီးဆင်းမှုတွင်၊ ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစွမ်းအင် (ဖိအား၊ အရွေ့စွမ်းအင်နှင့် အတည်စွမ်းအင်) ပမာဏသည် ကိန်းသေဖြစ်သည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤညီမျှခြင်းကို အောက်ပါအတိုင်းရေးသားထားသည်။

\[ P + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = \text{constant} \]

ဘယ်နေရာ:
-\(P\) သည် အရည်ဖိအား ဖြစ်သည်။
-\(\rho\) သည် အရည်၏ သိပ်သည်းဆဖြစ်သည်။
–\( v\) သည် အရည်စီးဆင်းမှုအလျင် ဖြစ်သည်။
-\(g\) သည် ဆွဲငင်အားကြောင့် ဖြစ်ပေါ်လာသော အရှိန်ဖြစ်သည်။
–\( h\) သည် ရည်ညွှန်းအမှတ်၏ အထက်အမြင့် ဖြစ်သည်။

ဘာနူးလီ၏ ညီမျှခြင်း၏ လက်တွေ့ကမ္ဘာ ဥပမာတစ်ခုမှာ လေယာဉ်တောင်ပံဖြစ်သည်။ လေယာဉ်တောင်ပံပုံသဏ္ဌာန်ကို တောင်ပံပေါ်တွင် စီးဆင်းနေသောလေသည် တောင်ပံအောက်ရှိလေထက် ပိုမိုမြန်ဆန်သော အလျင်ရှိစေရန် ဒီဇိုင်းထုတ်ထားသည်။ ၎င်းသည် တောင်ပံအထက်ရှိဖိအားကို အောက်ထက် နိမ့်ကျစေပြီး လေယာဉ်ကို ပျံသန်းနိုင်စေသည့် အပေါ်သို့ မြှင့်တင်မှုကို ဖြစ်ပေါ်စေသည်။

Navier-Stokes ဥပဒေ

Navier-Stokes ဥပဒေများသည် အရည်များ၏ ရွေ့လျားမှုကို ဖော်ပြသော ညီမျှခြင်းအစုအဝေးတစ်ခုဖြစ်သည်။ ဤညီမျှခြင်းများသည် ရှုပ်ထွေးပြီး ရှုပ်ထွေးသော သင်္ချာဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုများ ပါဝင်သော်လည်း အရည်ဒိုင်းနမစ်ကို နားလည်ရန်အတွက် အခြေခံကျသည်။ ဤဥပဒေများသည် အောက်ပါပုံစံဖြင့် ရှိသည်-

\[ \rho \left( \frac{\partial \mathbf{v}}{\partial t} + \mathbf{v} \cdot \nabla \mathbf{v} \right) = -\nabla P + \mu \nabla^2 \mathbf{v} + \mathbf{f} \]

ဘယ်နေရာ:
-\(\rho\) သည် အရည်၏ သိပ်သည်းဆဖြစ်သည်။
– \( \mathbf{v} \) သည် အရည်စီးဆင်းမှုအလျင် ဖြစ်သည်။
–\( \mu\) သည် အရည်၏ ဒိုင်းနမစ် စေးကပ်မှု ဖြစ်သည်။
– \( \mathbf{f} \) သည် ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် သက်ရောက်သော ပြင်ပအား ဖြစ်သည်။

ဤညီမျှခြင်းများသည် ယာဉ်များပတ်လည်ရှိ လေစီးဆင်းမှု၊ သင်္ဘောများရှိ သွေးစီးဆင်းမှုနှင့် ပိုက်လိုင်းများတွင် ရေနံဖြန့်ဖြူးမှုကို မော်ဒယ်လ်လုပ်ခြင်း အပါအဝင် အင်ဂျင်နီယာအသုံးချမှုများစွာ၏ အခြေခံဖြစ်သည်။

Static နှင့် Dynamic Fluid အသုံးချမှုများ

အရည်တည်ငြိမ်မှုနှင့် ဒိုင်းနမစ်ဆိုင်ရာ သဘောတရားများကို မြို့ပြအင်ဂျင်နီယာ၊ စက်မှုအင်ဂျင်နီယာ၊ ဆေးပညာ၊ မိုးလေဝသနှင့် ပတ်ဝန်းကျင်ကဲ့သို့သော နယ်ပယ်အမျိုးမျိုးတွင် အသုံးချကြသည်။ လက်တွေ့ကမ္ဘာအသုံးချမှုအချို့တွင် အောက်ပါတို့ပါဝင်သည်-

၁။ ရေကာတာနှင့် ရေလှောင်ကန်ဒီဇိုင်း- ရေဖိအားအောက်ရှိ အဆောက်အအုံများ၏ တည်ငြိမ်မှုကို သေချာစေရန်အတွက် ရေဖိအားနှင့် Archimedes ၏ဥပဒေကို အသုံးပြုခြင်း။

၂။ ဟိုက်ဒရောလစ်စနစ်- မော်တော်ယာဉ်များနှင့် ဆောက်လုပ်ရေးပစ္စည်းကိရိယာများ၏ ဟိုက်ဒရောလစ်ဘရိတ်များတွင် Pascal ၏နိယာမကို အသုံးပြုခြင်း။

၃။ လေကြောင်းပျံသန်းမှု- မြှင့်တင်မှုကို ထုတ်လုပ်ရန်အတွက် လေယာဉ်တောင်ပံများ ဒီဇိုင်းတွင် Bernoulli ၏ ညီမျှခြင်းကို အသုံးချခြင်း။

၄။ ရာသီဥတု မော်ဒယ်လ်လုပ်ခြင်း- Navier-Stokes ဥပဒေများကို အသုံးပြုခြင်းသည် လေတိုက်နှုန်းပုံစံများနှင့် အခြားရာသီဥတုဖြစ်စဉ်များကို ခန့်မှန်းရန် ကူညီပေးသည်။

၅။ ဆေးပညာ- နှလုံးသွေးကြောဆိုင်ရာရောဂါရှာဖွေရန်အတွက် အရည်ဒိုင်းနမစ်မူများကို အသုံးပြု၍ သွေးစီးဆင်းမှုခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်း။

နိဂုံး

အရည်တည်ငြိမ်မှုနှင့် ဒိုင်းနမစ်၏ အခြေခံများကို နားလည်ခြင်းသည် သိပ္ပံနှင့် အင်ဂျင်နီယာဆိုင်ရာ အသုံးချမှုအမျိုးမျိုးတွင် အလွန်အရေးကြီးပါသည်။ အရည်များ၏ ဂုဏ်သတ္တိများနှင့် အပြုအမူကို နားလည်ခြင်းဖြင့် သိပ္ပံပညာရှင်များနှင့် အင်ဂျင်နီယာများသည် လေယာဉ်များမှ ဆေးဘက်ဆိုင်ရာကိရိယာများအထိ ပိုမိုထိရောက်ပြီး ဘေးကင်းသော နည်းပညာများကို ဒီဇိုင်းဆွဲပြီး တီထွင်နိုင်ပါသည်။ အရည်တည်ငြိမ်မှုသည် အရည်များ အနားယူချိန်တွင် မည်သို့ပြုမူသည်ကို ထိုးထွင်းသိမြင်စေပြီး အရည်ဒိုင်းနမစ်သည် စီးဆင်းမှုတွင် အရည်အပြုအမူ၏ ရှုပ်ထွေးမှုများကို ဖော်ပြသည်။ နှစ်ခုစလုံးသည် အဆက်မပြတ်ပြောင်းလဲနေသော ရူပဗေဒနယ်ပယ်၏ မရှိမဖြစ် အစိတ်အပိုင်းများဖြစ်သည်။