အရည်စက်ယန္တရား၏ အခြေခံမူများကို နားလည်ခြင်း

အရည်စက်ယန္တရား၏ အခြေခံမူများကို နားလည်ခြင်း

အရည်စက်ပြင်ပညာသည် အင်ဂျင်နီယာလောကတွင် အထူးသဖြင့် စက်မှု၊ ဓာတုဗေဒနှင့် မြို့ပြအင်ဂျင်နီယာတို့တွင် အရေးပါသော အစိတ်အပိုင်းတစ်ခုဖြစ်သည်။ ခေတ်သစ်စက်မှုလုပ်ငန်း၏ ကဏ္ဍတိုင်းနီးပါးသည် သန့်ရှင်းသောရေဖြန့်ဖြူးမှုနှင့် ဓာတ်အားထုတ်လုပ်ခြင်းမှသည် အအေးပေးစနစ်များနှင့် စက်ရုံထုတ်လုပ်မှုလုပ်ငန်းစဉ်များအထိ အရည်များ—အရည်နှင့် ဓာတ်ငွေ့နှစ်မျိုးလုံး—နှင့် ထိတွေ့နေရသည်။ သို့သော်၊ အရည်စက်ပြင်ပညာကို ထိရောက်စွာအလုပ်လုပ်ရန်အတွက်၊ ၎င်းတို့၏ အခြေခံမူများကို နားလည်ရန် လိုအပ်သည်- အရည်များ မည်သို့စီးဆင်းသည်၊ စွမ်းအင်ကို မည်သို့လွှဲပြောင်းသည်၊ နှင့် စနစ်အတွင်း အားများ မည်သို့ပြုမူသည်။ ဤဆောင်းပါးသည် အရည်စက်ပြင်ပညာ၏ အခြေခံမူများကို နားလည်ရလွယ်ကူသော ဘာသာစကားကို အသုံးပြု၍ တိုတိုတုတ်တုတ်နှင့် ပြည့်စုံစွာ ဆွေးနွေးထားသည်။

အရည်အင်ဂျင်နီယာဆိုတာဘာလဲ။

ယေဘုယျအားဖြင့် အရည်စက်များသည် စွမ်းအင်ပြောင်းလဲရန်၊ အရည်များကို ရွှေ့ရန် သို့မဟုတ် စီးဆင်းမှုအခြေအနေများကို ထိန်းညှိရန်အတွက် အရည်များနှင့် အပြန်အလှန် ဆက်သွယ်သည့် စက်ပစ္စည်းများဖြစ်သည်။ အရည်စက်များကို များသောအားဖြင့် အုပ်စုကြီးနှစ်ခုခွဲခြားထားသည်-

၁။ ဓာတ်အားပေးစက်များ- အရည်စွမ်းအင်မှ စက်ပိုင်းဆိုင်ရာစွမ်းအင်ကို ထုတ်လုပ်ပေးသော စက်ပစ္စည်းများ၊ ဥပမာ ရေတာဘိုင်များ (ဟိုက်ဒရောလစ်တာဘိုင်များ) နှင့် ရေနွေးငွေ့တာဘိုင်များ။
၂။ အရည်ရွေ့လျားစက်များ- အရည်များအား စွမ်းအင်ပေးသည့် ကိရိယာများ၊ ဥပမာ- ပန့်များ၊ ကွန်ပရက်ဆာများနှင့် ပန်ကာများ။

နှစ်ခုကြား အဓိကကွာခြားချက်မှာ စွမ်းအင်လွှဲပြောင်းမှု ဦးတည်ချက်တွင် ရှိသည်- တာဘိုင်များသည် အရည်မှ စွမ်းအင်ကို ရယူပြီး ပန့်များ/ကွန်ပရက်ဆာများက အရည်ထဲသို့ စွမ်းအင်ထည့်သည်။

အရည်များ၏ အခြေခံဂုဏ်သတ္တိများနှင့် ၎င်းတို့၏ သက်ရောက်မှုများ

အရည်များတွင် ၎င်းတို့ကို အစိုင်အခဲများနှင့် ခွဲခြားသိမြင်စေသော ဝိသေသလက္ခဏာများရှိသည်။ အရည်များသည် ရပ်တန့်နေချိန်တွင် ပြတ်ရှအားကို မခံနိုင်ပါ။ ရလဒ်အနေဖြင့် ၎င်းတို့သည် ၎င်းတို့၏ ကွန်တိန်နာနှင့် ကိုက်ညီစေရန် အဆက်မပြတ် ပုံပျက်နေပါသည်။ အရည်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာမှုတွင် အထူးအရေးကြီးသော ဂုဏ်သတ္တိနှစ်ခုမှာ-

– သိပ်သည်းဆ (ρ): အရည်တစ်ခုတွင် ယူနစ်ထုထည်တစ်ခုလျှင် မည်မျှအလေးချိန်ရှိသည်ကို ဆုံးဖြတ်သည်။ သိပ်သည်းဆသည် အရည်သယ်ဆောင်သောအား၊ ဖိအားနှင့် စွမ်းအင်ကို တိုက်ရိုက်အကျိုးသက်ရောက်စေသည်။
– Viscosity (μ): အရည်၏ “အထူ” ကို တိုင်းတာခြင်းဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းသည် စီးဆင်းမှုအတွင်း ပွတ်တိုက်မှုဆုံးရှုံးမှုများကို သက်ရောက်မှုရှိသည်။ viscosity မြင့်မားခြင်း (ဥပမာ၊ ဆီ) သည် ရေထက် စီးဆင်းမှုခံနိုင်ရည် ပိုမိုမြင့်မားစေသည်။

ထို့အပြင်၊ ဓာတ်ငွေ့များတွင် ဖိသိပ်နိုင်စွမ်းသည် အရေးကြီးသောအချက်တစ်ချက်ဖြစ်သည်- ဖိအားပြောင်းလဲမှုများသည် သိပ်သည်းဆကို ပြောင်းလဲစေနိုင်ပြီး ထို့ကြောင့် ကွန်ပရက်ဆာများ၊ ဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်များနှင့် ဓာတ်ငွေ့ပိုက်လိုင်းစနစ်များ၏ စွမ်းဆောင်ရည်ကို ထိခိုက်စေသည်။

ဖိအားနှင့် ပါစကယ်၏ ဥပဒေ

အနားယူနေသော အရည်တွင် အဓိက အယူအဆမှာ ဖိအားဖြစ်သည်။ ဖိအားဆိုသည်မှာ ယူနစ်ဧရိယာတစ်ခုလျှင် အားဖြစ်ပြီး အနားယူနေသော အရည်တွင် ဖိအားသည် အရပ်မျက်နှာအားလုံးတွင် သက်ရောက်မှုရှိသည်။ Pascal ၏ ဥပဒေအရ ကန့်သတ်ထားသော နေရာတွင် အရည်တစ်ခုသို့ သက်ရောက်သော ဖိအားကို အရပ်မျက်နှာအားလုံးတွင် တူညီစွာ ထုတ်လွှင့်သည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤနိယာမသည် ဟိုက်ဒရောလစ်ဂျက်များ၊ ယာဉ်ဟိုက်ဒရောလစ်ဘရိတ်များနှင့် ဖိစက်များကဲ့သို့သော ဟိုက်ဒရောလစ်စနစ်များ၏ လည်ပတ်မှုအပေါ် အခြေခံသည်။

အရည်မက္ကင်းနစ်တွင် ဖိအားကို နားလည်ခြင်းသည် ရပ်တန့်နေချိန်တွင် ရပ်တန့်မသွားပါ။ အရည်များစီးဆင်းသည်နှင့်အမျှ ဖိအားသည် အလျင်နှင့် အမြင့်နှင့် အပြန်အလှန် သက်ရောက်မှုရှိပြီး ၎င်းကို Bernoulli ၏ညီမျှခြင်းဖြင့် လှပစွာ အကျဉ်းချုပ်ဖော်ပြထားသည်။

ဆက်လက်ဖြစ်ပေါ်မှု- စီးဆင်းမှုတွင် ဒြပ်ထုထိန်းသိမ်းခြင်း

အရည်ရွေ့လျားမှုတွင် ပထမဆုံးအခြေခံမူမှာ ဒြပ်ထုထိန်းသိမ်းမှုဖြစ်သည့် စဉ်ဆက်မပြတ်ညီမျှခြင်းဖြစ်သည်။ ရိုးရှင်းစွာပြောရလျှင် ပိုက်တစ်ခုအတွင်း တည်ငြိမ်သောစီးဆင်းမှုအတွက်-

– ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ လျော့နည်းသွားပါက စီးဆင်းမှုအလျင် မြင့်တက်လာသည်။
- ဖြတ်ပိုင်းဧရိယာ တိုးလာပါက စီးဆင်းမှုအလျင် လျော့ကျသွားသည်။

လက်တွေ့အားဖြင့် ဤနိယာမသည် နော်ဇယ်တစ်ခုသည် ရေဂျက်၏အလျင်ကို အဘယ်ကြောင့် မြှင့်တင်နိုင်သည် သို့မဟုတ် ဖိအားကွာခြားချက်များအပေါ် အခြေခံ၍ စီးဆင်းမှုနှုန်းကို တိုင်းတာရန် venturi မီတာကို အဘယ်ကြောင့် အသုံးပြုနိုင်သည်ကို ရှင်းပြသည်။

ဘာနူးလီ၏ညီမျှခြင်း- စီးဆင်းမှုတွင် စွမ်းအင်ထိန်းသိမ်းရေး

နောက်ထပ် အဓိကမူမှာ Bernoulli ၏ ညီမျှခြင်းဖြစ်ပြီး၊ ၎င်းက စံပြစီးဆင်းမှု (ပွတ်တိုက်မှုမရှိပြီး အင်ဂျင်မပါ) တွင်၊ အရည်တစ်ယူနစ်အလေးချိန်လျှင် စွမ်းအင်ပမာဏသည် စီးဆင်းမှုတစ်လျှောက်တွင် တသမတ်တည်းရှိသည်ဟု ဖော်ပြထားသည်။ ဤစွမ်းအင်တွင် အောက်ပါတို့ပါဝင်သည်-

၁။ ဖိအားစွမ်းအင်
၂။ အလျင် (kinetic) စွမ်းအင်
၃။ အမြင့်စွမ်းအင် (ဆွဲငင်အားကြောင့် အလားအလာ)

အရည်အင်ဂျင်နီယာလက်တွေ့တွင်၊ Bernoulli ကို ပိုက်များရှိ ကျဉ်းမြောင်းမှုများတွင် ဖိအားကျဆင်းခြင်း၊ အမြင့်ကွာခြားချက်များနှင့်အတူ အရည်မြင့်တက်ခြင်းကဲ့သို့သော ဖြစ်စဉ်များကို နားလည်ရန် အသုံးပြုပြီး စီးဆင်းမှုတိုင်းတာသည့်ကိရိယာများစွာကို ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာရန်အတွက် အခြေခံဖြစ်သည်။

သို့သော် တကယ့်စီးဆင်းမှုများတွင် ပွတ်တိုက်မှု အမြဲရှိသည်။ ထို့ကြောင့် Bernoulli ညီမျှခြင်းကို ဦးခေါင်းဆုံးရှုံးမှုများနှင့် ပန့် သို့မဟုတ် တာဘိုင်အလုပ်ကို ပေါင်းထည့်ခြင်းဖြင့် ပြုပြင်ရန် လိုအပ်ပါသည်။

အရည်စက်များတွင် ဦးခေါင်း၊ ပါဝါနှင့် ထိရောက်မှု

head ဆိုတဲ့ အသုံးအနှုန်းကို အရည်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာတွေမှာ အထူးသဖြင့် ပန့်တွေနဲ့ တာဘိုင်တွေမှာ မကြာခဏ အသုံးပြုလေ့ရှိပါတယ်။ Head ကို မီတာနဲ့ ဖော်ပြထားတဲ့ "ယူနစ်အလေးချိန်အလိုက် စွမ်းအင်" အဖြစ် နားလည်နိုင်ပါတယ်။ ဥပမာ-

– အရည်သည် မြင့်တက်လာစေရန် သို့မဟုတ် ပွတ်တိုက်မှုဆုံးရှုံးမှုများကို ကျော်လွှားနိုင်စေရန်အတွက် ပန့်သည် ဦးခေါင်းကို မြှင့်တင်ပေးသည်။
– တာဘိုင်သည် ဦးခေါင်းကိုယူ၍ መስፋራዊပေါ်တွင် စက်မှုစွမ်းအားအဖြစ် ပြောင်းလဲပေးသည်။

စီးဆင်းမှုနှင့် ဆက်စပ်နေသော ဟိုက်ဒရောလစ်ပါဝါသည် ယေဘုယျအားဖြင့် စွန့်ထုတ်မှု (Q)၊ သိပ်သည်းဆ (ρ)၊ ဆွဲငင်အားအရှိန် (g) နှင့် ဦးခေါင်း (H) ပေါ်တွင် မူတည်ပါသည်။ စွမ်းအင်အားလုံးကို အသုံးဝင်သော အထွက်အဖြစ် အောင်မြင်စွာ မပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် ၎င်းသည် ထိရောက်မှုဆိုင်ရာ သဘောတရားကို မိတ်ဆက်ပေးပါသည်။ ယိုစိမ့်မှု၊ အတွင်းပိုင်းပွတ်တိုက်မှု၊ လှိုင်းထမှုနှင့် ဘီးရင်ပွတ်တိုက်မှုကဲ့သို့သော စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ ဆုံးရှုံးမှုများကြောင့် ထိရောက်မှု လျော့ကျနိုင်သည်။

စီးဆင်းမှုဆုံးရှုံးမှုများ- ပွတ်တိုက်မှုနှင့် လှိုင်းထခြင်း

တကယ့်စနစ်တွေမှာ စွမ်းအင်ဆုံးရှုံးမှုတွေဟာ လျစ်လျူရှုလို့မရတဲ့ ရှုထောင့်တစ်ခုပါ။ ဆုံးရှုံးမှု အဓိကအမျိုးအစား နှစ်မျိုးရှိပါတယ်။

၁။ အဓိကဆုံးရှုံးမှုများ- အရည်နှင့် ပိုက်နံရံများအကြား ပွတ်တိုက်မှုကြောင့် ပိုက်တစ်လျှောက်တွင် ဖြစ်ပေါ်သည်။
၂။ အသေးစားဆုံးရှုံးမှုများ- ကွေးညွှတ်မှုများ၊ အဆို့ရှင်များ၊ အဆစ်များ၊ ရုတ်တရက်ကျယ်ပြန့်ခြင်း သို့မဟုတ် ရုတ်တရက်ကျုံ့ခြင်းကဲ့သို့သော ဆက်စပ်ပစ္စည်းများတွင် ဖြစ်ပွားသည်။

ဤဆုံးရှုံးမှုများသည် ပန့်ရွေးချယ်မှု၊ ပိုက်အရွယ်အစား၊ စွမ်းအင်သုံးစွဲမှုနှင့် စနစ်လည်ပတ်မှုကုန်ကျစရိတ်များကိုပင် သက်ရောက်မှုရှိသည်။ ထို့ကြောင့် ကောင်းမွန်သော အရည်စနစ်ဒီဇိုင်းသည် ရင်းနှီးမြှုပ်နှံမှု (ဥပမာ၊ ပိုကြီးသောပိုက်များ) နှင့် လည်ပတ်မှုကုန်ကျစရိတ် (ပန့်စွမ်းအင်) ကို အမြဲတမ်းဟန်ချက်ညီစေသည်။

အဓိကအရည်စက်များ- ပန့်များ၊ ကွန်ပရက်ဆာများနှင့် တာဘိုင်များ

၁။ ပန့်
ပန့်များကို ဖိအားနည်းသောနေရာမှ ဖိအားမြင့်သောနေရာသို့ အရည်များ ရွှေ့ပြောင်းရန်အတွက် အသုံးပြုသည်။ အသုံးများသော ပန့်အမျိုးအစားများမှာ-
– ဗဟိုခွာအားသုံးစုပ်စက်များ- ၎င်းတို့၏ ရိုးရှင်းသောတည်ဆောက်ပုံကြောင့် ကျယ်ကျယ်ပြန့်ပြန့်အသုံးပြုကြပြီး များပြားသောစွန့်ထုတ်မှုများအတွက် သင့်လျော်ပါသည်။
– အပေါင်း ရွေ့လျားမှု ပန့်- ဖိအားမြင့်မားပြီး စီးဆင်းမှုနှုန်း နည်းပါးသော၊ ဥပမာ ပစ္စတင် ပန့်များ သို့မဟုတ် ဂီယာ ပန့်များအတွက် သင့်လျော်သည်။

ပန့်ရွေးချယ်မှုသည် စီးဆင်းမှုနှုန်း၊ ဦးခေါင်း၊ အရည်အမျိုးအစားနှင့် လိုအပ်သော လည်ပတ်မှုအခြေအနေများပေါ်တွင် မူတည်သည်။

၂။ ကွန်ပရက်ဆာနှင့် ပန်ကာ
ဓာတ်ငွေ့များအတွက်၊ အရည်လွှဲပြောင်းသည့် ကိရိယာများမှာ များသောအားဖြင့် အောက်ပါအတိုင်းဖြစ်သည်-
– ဖိအားအနည်းငယ်တိုးလာစေရန်အတွက် ပန်ကာ (ပန်ကာ)၊
– အလယ်အလတ်ဖိအားအတွက် လေမှုတ်စက်၊
- မြင့်မားသောဖိအားအတွက် ကွန်ပရက်ဆာ။

ကွန်ပရက်ဆာများကို ရေခဲသေတ္တာ၊ လေဖိအားစနစ်များ၊ ဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်များနှင့် ဓာတုဗေဒလုပ်ငန်းစဉ်များတွင် အသုံးပြုကြသည်။ ဓာတ်ငွေ့များသည် သိပ်သည်းဆကို အလွယ်တကူပြောင်းလဲနိုင်သောကြောင့် ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာခြင်းသည် ပိုမိုရှုပ်ထွေးပါသည်။

၃။ တာဘိုင်
တာဘိုင်များသည် အရည်စွမ်းအင်ကို စက်မှုစွမ်းအင်အဖြစ် ပြောင်းလဲပေးသည်။ ရေတာဘိုင်များ (Pelton၊ Francis နှင့် Kaplan ကဲ့သို့သော) ကို ဦးခေါင်းရေစီးကြောင်းနှင့် စီးဆင်းမှုနှုန်းအပေါ် အခြေခံ၍ ရွေးချယ်သည်။ ရေနွေးငွေ့နှင့် ဓာတ်ငွေ့တာဘိုင်များကို ဓာတ်အားပေးစက်ရုံများတွင် အသုံးများသည်၊ အဘယ်ကြောင့်ဆိုသော် ၎င်းတို့သည် အခြေအနေအချို့အောက်တွင် မြင့်မားသောစွမ်းဆောင်ရည်ဖြင့် များပြားသောစွမ်းအင်ကို ထုတ်လုပ်နိုင်သောကြောင့်ဖြစ်သည်။

နိဂုံး

အရည်စက်ပိုင်းဆိုင်ရာ၏ အခြေခံမူများကို နားလည်ခြင်းဆိုသည်မှာ အရည်များသည် ဒြပ်ထု၊ အရှိန်အဟုန်နှင့် စွမ်းအင်ကို မည်သို့သယ်ဆောင်သည်—နှင့် စက်များသည် ထိုစွမ်းအင်ကို မည်သို့အသုံးချသည် သို့မဟုတ် ထည့်သွင်းသည်ကို နားလည်ခြင်းပင်ဖြစ်သည်။ အခြေခံအုတ်မြစ်များတွင် အရည်များ၏ အခြေခံဂုဏ်သတ္တိများ၊ ဖိအားနှင့် Pascal ၏ဥပဒေ၊ စဉ်ဆက်မပြတ်ညီမျှခြင်း၊ Bernoulli ၏ညီမျှခြင်း၊ ဦးခေါင်းနှင့် ထိရောက်မှုဆိုင်ရာ သဘောတရားများနှင့် စီးဆင်းမှုဆုံးရှုံးမှုများ ပါဝင်သည်။ ဤအခြေခံအုတ်မြစ်ဖြင့်၊ သန့်ရှင်းသောရေတပ်ဆင်မှုများ၊ စက်မှုလုပ်ငန်းသုံးအအေးပေးစနစ်များ သို့မဟုတ် ကြီးမားသောဓာတ်အားပေးစက်ရုံများအတွက်ဖြစ်စေ ပိုမိုဘေးကင်းသော၊ ပိုမိုစွမ်းအင်ထိရောက်သော၊ ပိုမိုယုံကြည်စိတ်ချရသောစနစ်များကို ကျွန်ုပ်တို့ ခွဲခြမ်းစိတ်ဖြာပြီး ဒီဇိုင်းဆွဲနိုင်ပါသည်။ ဤမူများသည် သီအိုရီသက်သက်မဟုတ်ဘဲ၊ ကျွန်ုပ်တို့နေ့စဉ်ကြုံတွေ့ရသော စီးဆင်းမှုတိုင်းတွင် အလွန်လက်တွေ့ကျပါသည်။