منوی اصلی
مهندسی مکانیک و هوافضا
هر آنچه که یک مهندس بخواهد اینجا هست!
  • Vorticity is mathematically defined as the curl of the velocity field and is hence a measure of local rotation of the fluid. This definition makes it a vector quantity. 

    Circulation, on the other hand, is a scalar quantity defined as the line integral of the velocity field along a closed contour. 

    Using Stoke's theorem, the line integral of the velocity field along the closed path, can be expressed as a surface integral of the curl of the velocity field normal to an arbitrary area bounded by the path. But, as already defined, that curl operation is called vorticity. Hence, circulation can be referred to as flux of vorticity. Conversely, it can also be said that that vorticity at a point is essentially circulation per unit area

    The last two statements characterize the two quantities, vorticity and circulation, as microscopic and macroscopic respectively. Both these quantities are essentially a measure of the rotation of the fluid flow. 

    An interesting theorem involving these quantities is known as Kelvin's circulation theorem which can explain stuff such as smoke rings : 

    ************************************ EDIT *********************************************
    As  far as the physical meaning is concerned, circulation can be thought as  the amount of 'push' one feels while moving along a closed boundary or  path.

    Vorticity however has nothing to do with a path, it is  defined at a point and would indicate the rotation in the flow field at  that point. So, if an infinitesimal paddle wheel is imagined in the  flow, it would rotate due to non zero vorticity.
    آخرین ویرایش: جمعه 26 دی 1393 02:35 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی یکشنبه 14 دی 1393 04:34 ب.ظ نظرات ()

    عدد ماخ (Much number) یک عدد بی بعد است که بیان کننده نسبت سرعت جسم در سیال به سرعت صوت در همانسیال می باشد. و معمولا برای نشان دادن سرعت جسمی که نزدیک به سرعت صوت یا بالاتر از آن حرکت می کند، استفاده می شود.(هواپیما)

    M=v/a

    M: عدد ماخ

    V: سرعت جسم

    a: سرعت صوت

    عدد ماخ به طور معمول برای سیالاتی که در سرعت های بالا مانند دیفیوزر، نازل یا تونل باد کار می کنند استفاده می شود.

    در شرایط استاندارد در سطح آزاد دریا (دمای 15 درجه سلسیوس) سرعت صوت 340.3 m/s است. عدد ماخ 1 ثابت نیست بلکه بستگی به دما و شرایط محلی و فشار دارد. به طور مثال با افزایش سرعت صوت دما زیاد شده یعنی سرعت واقعی جسم در ماخ 1 بستگی به دمای اطراف آن سیال دارد. این عدد، عدد مهمی است چرا که رفتار سیالات در یک عدد ماخ، مشابه همدیگر است.

    در سرعت نزدیک صوت میدان جریان اطراف شی شامل هر دو بخش زیر و مافوق صوت است. در ماخ بزرگتر از 1  محدوده سرعت "نزدیک صوت" شی را فرا می گیرد. در ایرفول ها مانند بال هواپیما این اتفاق در بالای بال می افتد. جریان های مافوق صوت در شوک های نرمال سرعتشان تا "سرعت نزدیک" صوت کم می شود.(شکل a)

    عدد ماخ جریان هوای

    عدد ماخ جریان هوای"نزدیک صوت" در اطراف ایرفول

    همانطور که سرعت افزایش می یابد، ناحیه M>1 در پشت و لبه ها افزایش می یابد. در M=1 شوک نرمال لبه ها ضعیف شده و جریان بعد از شوک کاهش پیدا می کند. سرعت جریان بعد از شوک کم می شود ولی همچنان مافوق صوت باقی می ماند. حال یک شوک طبیعی در جلوی جسم ایجاد می شود و تنها منطقه مافوق صوت در این جریان یک منطقه کوچک در اطراف لبه جسم است.(شکل b)

     

    مافوق صوت

    صوت

    نزدیک صوت

    زیر صوت

    جریان

    1.2-5

    1

    0.8-1.2

    <1

    ماخ

     

    وقتی عدد ماخ در هواپیما بیش از 1 باشد تفاوت فشار زیادی در جلوی بدنه هواپیما به وجود می آید. این اختلاف فشار ناگهانی موج شوک نامیده می شود و تا عقب هواپیما به حالت مخروطی گسترش می یابد(اصطلاحا ماخ مخروطی). این موج شوک ایجاد انفجار صوتی می کند و زمانی که هواپیما از بالای سر ما می گذرد قابل شنیدن است. اما مسافران داخل هواپیما این صدا را نمی شوند. در سرعت های بالاتر این موج مخروط باریک تر می شود. در ماخ 1 به سختی مانند مخروط است و بیشتر شکل مقعر به خود می گیرد.

    در سرعت های مافوق صوت، موج شوک شروع شده و حالت مخروطی شکل به خود می گیرد، جریان کاملا مافوق صوت است و یک منطقه بسیار کوچکی از جریان در دماغه "زیر صوت" باقی می ماند.( در اجسام نوک تیز هیچ هوایی بین دماغه و موج شوک وجود ندارد. موج شوک از دماغه شروع می شود.)

    با افزایش عدد ماخ موج شوک قوی تر شده و مخروط ماخ بسیار باریک می شود. با عبور سیال از موج شوک سرعت کم شده و فشار و دما و چگالی افزایش می یابد. شوک قوی تر تغییرات بزرگتری در بر خواهد داشت. در ماخ های بالا، دما آنقدر زیاد شده که یونیزاسیون و تفکیک مولکول های گاز در پشت موج شوک ایجاد می شود. این جریان ها را مافوق صوت گویند. از این رو انتخاب مواد مقاوم در برابر گرما اهمیت زیادی دارد.

    عدد ماخ به عنوان پارامتر تشابهی در بسیاری از معادلات جریان های تراکم پذیر، امواج ضربه ای و انبساطی کاربرد دارد. در تستتونل باد ممکن است عدد ماخ بین شرایط آزمایش و شرایط پرواز مطابقت داشته باشد. این کاملا نادرست است که ضریب درگ را در سرعت کم در نظر بگیریم(200 مایل بر ساعت) و آن را در دو برابر سرعت صوت به کار بریم (حدود 1400 مایل بر ساعت). تراکم هوا از لحاظ فیزیکی در این دو شرایط متفاوت است.

    عدد ماخ بستگی به سرعت صوت در گاز و سرعت صوت نیز بسته به نوع و دمای گاز دارد. سرعت صوت در سیارات مختلف متفاوت است. اتمسفر زمین تشکیل شده از گازهای دو اتمی اکسیژن و نیتروژن و دما نیز به ارتفاع بستکی دارد. دانشمندان و مهندسان ناسا یک مدلی از جو برای کمک کردن به تغییرات دما در ارتفاعات مختلف طراحی کرده اند. جو مریخ هم بیشتر از دی اکسید کربن تشکیل شده پس مدل مشابهی از جو مریخ نیز موجو است. این به شما این امکان را می دهد تا از تغییرات سرعت صوت در سیارات دیگر نیز مطلع شوید.

    آخرین ویرایش: دوشنبه 15 دی 1393 07:16 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی چهارشنبه 16 شهریور 1390 03:02 ق.ظ نظرات ()

    وقتی مردم درباره ی اتومبیل های مسابقه یا اتومبیل های ورزشی با سرعت
    بالا صحبت می کنند،موضوع توربوشارژرها ظاهر می شود ، توربوشارژرها در موتورهای
    دیزل  بزرگ هم وجود دارند،یک توربوشارژر به طور عمده قدرت موتور را بدون افزایش وزن
    آن  زیاد می کند که مزیت بزرگی است و توربوشارژرها را مهم می کند.


    در این مقاله یاد می گیریم که چطور توربوشارژر قدرت خروجی موتور را
    افزایش می دهد،همچنین یاد می گیریم پره های سرامیکی و یاتاقان های ساچمه ای چطور
    به  توربوشارژر کمک می کنند تا وظیفه اش را بهتر انجام دهد.


    www.semnan-mechanic.tk


    توربوشارژرها یک نوع سیستم مکش هوا هستند که جریان هوای ورودی به
    موتور  را فشرده می کنند،مزیت این سیستم این است که به موتور اجازه می دهد هوای
    بیشتری به  سیلندر وارد کند و هوای بیشتر به معنی سوخت بیشتر است،بنابر این انرژی
    بیشتری از هر  انفجار به دست می آید،یک موتور با توربو شارژر در کل قذرت بیشتری از
    یک موتور مشابه  بدون تورربوشارژر دارد،یعنی توربوشارژر نسبت قدرت به وزن موتور را
    افزایش می  دهد.


    برای رسیدن به این تقویت فشار،توربوشارژر از جریان خروجی اگزوز برای
    چرخاندن یک توربین استفاده می کند که خود یک پمپ هوا را می چرخاند،توربین در
    توربوشارژر با سرعتی بالغ بر ١٥٠٫٠٠٠ دور در دقیقه می چرخد که ٣٠ برابر سریع تر از
    دور موتور است،چون تئربین به اگزوز چسبیده دما در آن خیلی بالاست.

    به ادامه ی مطلب مراجعه کنید :

    آخرین ویرایش: چهارشنبه 16 شهریور 1390 09:51 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
  • حسین اتحادی سه شنبه 7 تیر 1390 11:39 ب.ظ نظرات ()

    با عرض سلام و خسته نباشید خدمت شما بازدیکنندگان محترم . تو این پست تصمیم گرفتم نشریه ممنتوم رو واسه دانلود بزارم.

    www.semnan-mechanic.tk

    واسه چاپ این شماره از نشریه خیلی زحمت کشیدیم که خوب البته وظیفمون بوده . مطالب این شماره از نشریه عبارتند از :

    1-گزارشی خواندنی از فعالیت های انجمن علمی مکانیک

    2- آشنایی با جوشکاری لیزر

    3- اولین هواپیمای خورشیدی آماده ی پرواز بر فراز اروپا

    4- آشنایی با نیروهای برآ در هواپیما

    5- و مهم تر از همه که فک کنم واسه همتون جالب باشه :

    صندلی داغ با دکتر بیگلری - از اساتید برجسته ی دانشکده مکانیک

    برای دانلود به ادامه ی مطلب مراجعه کنید

     

    آخرین ویرایش: سه شنبه 7 تیر 1390 11:57 ب.ظ
    ارسال دیدگاه
تعداد صفحات : 4 1 2 3 4