دانلود تحقیق توزیع فشار در کانال ها

Word 972 KB 7699 19
مشخص نشده مشخص نشده عمران - معماری - شهرسازی
قیمت قدیم:۱۶,۰۰۰ تومان
قیمت: ۱۲,۸۰۰ تومان
دانلود فایل
  • بخشی از محتوا
  • وضعیت فهرست و منابع
  • توزیع فشار در کانال ها

    هدف از تعیین توزیع فشار در کانالها، مشخص نمودن نحوه تغییرات پارامتر فشار در عرض و در عمق در مقطع خاصی از کانال می باشد. با داشتن توزیع فشار در کانالها و یا با انتگرال گیری از نیروهای جزء فشاری می توان برآیند حاصل از این نیروهای فشاری را بر روی تاسیسات هیدرولیکی تعیین نمود .  علاوه بر این اطلاع از چگونگی توزیع فشار در به کار بردن آگاهانه معادلات انرژی و اندازه حرکت در کانالها سودمند خواهد بود . در این قسمت روابط لازم در تعیین تغییرات فشار در سه حالت مختلف یعنی جریان های یکنواخت (موازی) ، جریان های متغیر تدریجی و جریان های با انحناء در صفحه قائم ارائه خواهد شد.

    توزیع فشار در جریان های یکنواخت (موازی)

    کانالی که  با هر سطح شیب دار و سطح مقطع دلخواه را در نظر گرفته و فرض می کنیم که در این کانال جریان یکنواخت برقرار است. جهت به دست آوردن توزیع فشار در مقطع خاصی از این کانال مطابق شکل 1-9 الف ، ستونی از آب به عمق h    (در صفحه عمود بر جهت عمومی جریان) و سطح مقطع dA را در نظر گرفته و تغییرات فشار در امتداد این ستون را مورد بررسی قرار می دهیم.

    در صورتی که معادله حرکت برای جرم این ستون و در جهت عمود بر خطوط جریان نوشته شود با توجه به این که خطوط جریان موازی هستند (حریان موازی) مؤلفه شتاب در جهت عمود بر خطوط جریان نمایش داده شده وجود نداشته و لذا :

    مؤلفه وزن در جهت عمود بر خطوط جریان = نیروی فشار  

                                 

    P در این رابطه ، که به قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار موسوم است بر مبنای فشار نسبی بیان گردیده است و h تغییرات عمق را در موضع مورد نظر در صفحه أی عمود بر جهت عمومی جریان نمایش می دهد .    و   نیز به ترتیب وزن مخصوص آب و زاویه شیب کانال می باشد . در صورتی که تعیین مقدار فشار در کف کانال مورد نظر باشد با قراردادنd به جای h می توان از رابطه زیر برای به دست آوردن فشار استفاده نمود :      

    (1-8)                                                                                                                                                                                  

    در شکل 1-9 ب، نحوه تغییرات فشار در جریان یکنواخت ترسیم گردیده است که براساس آن ، فشار مربوطه به صورت خطی از صفر تا مقدار  تغییر می نماید . با توجه به موارد ذکر شده در صورتی که پیزومترهای فرضی در مقطع جریان در موضع مورد نظر از کانال قرارداده شود سطح این پیزومترها منطبق بر سطح آزاد نخواهد بود. نکته ای که در این رابطه قابل ذکر است این است که در صورتی که شیب کف کانال کم باشد(کم بودن کانال شیب امری است نسبی است و در این مورد زاویه 60 <   به عنوان شیب کم در نظر گرفته می شود. این زاویه شیبی در حدود ده درصد را مطرح می کند که در مسایل عملی چنین شیب زیادی کمتر پیش می آید)

     

     

     

     می توان را تقریباً معادل یک در نظر گرفت و در نتیجه در کانال با شیب کم روابط 1-7 و 1-8 به صورت زیر در خواهند آمد :

    لذا در کانال با شیب کم است که می توان خط تراز هیدرولیکی (سطح پیزومتری) را منطبق بر سطح آزاد در نظر گرفت .

    توزیع فشار در جریان های متغیر تدریجی

    با توجه به ویژگی هایی که از جریان متغیر تدریجی ذکر گردید ، توزیع فشار در این حالت نیز از قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار تبعیت خواهد کرد. و روابط 1-7 و 1-8 در این حالت نیز صادق می باشند.  فرض  بر قرار بودن قانون تغییرات هیدرواستاتیکی فشار در جریان های متغیر تدریجی یکی از فرضیات اساسی در به دست آوردن معادله حاکم بر این گونه جریان ها می باشد که در فصل پنجم توضیح داده خواهد شد.

    توزیع فشار در جریان های با انحناء در صفحه قائم

    در مطالعات چگونگی تغییرات فشار در قسمت تاج سر ریزها و یا در انحناء پای سر ریزها با توجه به انحناء شدیدی که جریان در این مواضع به خود می گیرد دیگر نمی توان از رابطه       1-7   استفاده نمود بلکه باید تصحیحاتی که در برگیرنده تاثیر انحنای جریان باشد اعمال گردد. بدین منظور نخست جریانی با تقعر به سمت بالا را در نظر گرفته (شکل 1-10) و تغییرات فشار را در مقطعی که کاملاً در صفحه قائم قرار داد مورد بررسی قرار می دهیم . از آنجایی که هندسه دقیق جریان و نیز نحوه تغییرات سرعت در این موضع روشن نمی باشد بررسی چگونگی تغییرات فشار نیاز به فرضیاتی دارد.

    مطابق شکل 1-10 الف، ستونی از آب به عمق مقطع dA  در مقطع مورد نظر انتخاب کرده  معادله حرکت در جهت عمود بر خطوط جریان نوشته می شود :

    (1-9)                                                                                                                     یا          

    در روابط فوق ،  شتاب جانب به مرکز ، r  شعاع انحناء ،  V سرعت یکنواخت و متوسط جریان در مقطع مورد نظر و h'  ارتفاع معادل فشار بر حسب ستون آب می باشند .

    چنانکه رابطه 1-9 دو فرض اساسی در نظر گرفته شده است که یک فرض مربوط به توزیع یکنواخت سرعت در مقطع می باشد و دیگری شعاع انحناء را در ستون آب انتخابی یکسان و ثابت در نظر می گیرد در این روش که توسط Chow ارائه گردیده پیشنهاد می شود که در صورتی که فشار در کف کانال مد نظر باشد در رابطه 1-9 بجای d  ,h  عمق جریان و به جای r شعاع انحناء کف کانال قرار داده شوند ولی منطقی به نظر می رسد که در هر عمق از جریان شعاع انحناء مربوط به نصف آن عمق به عنوان شعاع انحناء در رابطه 1-9 قرار داده شود.

    شکل 1-10 ب چگونگی تغییرات فشار حقیقی را نسبت به تغییرات هیدرواستاتیکی فشار نشان می دهد. در این شکل ارتفاع صعود آب درون یک پیزومتر فرضی نیز دیده می شود

     

     

    در شکل 1-11 حالتهای کاملی با انحناء در صفحه قائم ، شامل جریان محدب در صفحه کاملاً قائم و نیز جریان های محدب و مقعر در صفحه دارای شیب   نشان داده شده اند که روابط ارائه شده در هر قسمت به صورت کاملاً با رابطه 1-9 قابل استخراج می باشند.

     

    بررسی معادلات اساسی حاکم بر حرکت سیالات

    در توضیح قوانین حاکم بر حرکت سیالات و به کار بردن این قوانین در کانال‌ها، نکات زیر لازم به توضیح می‌باشند:

    الف- در به دست آوردن معادلات اساسی، علی‌رغم توزیع غیر یکنواخت سرعت در مقطع، تغییرات عرضی سرعت در نظر گرفته نمی‌شود و در نتیجه محاسبات بر مبنای سرعت متوسط در مقطع صورت می‌گیرد که این به معنی تحلیل یک بعدی از جریان می‌باشد. سپس با در نظر گرفتن توزیع سرعت واقعی در مقطع تصحیح مربوط به یک بعدی فرض نمودن جریان در معادلات وارد می‌گردد. در تحلیل یک بعدی از جریان، در هر مقطع از جریان یک سرعت ثابت و فشار ثابت در نظر گرفته می‌شود.

    ب- با توجه به این که در مکانیک سیالات با جریان پیوسته‌ای از سیال در یک حوزه‌ی وسیع روبه‌رو هستیم لذا تحلیل مسائل سیالات و بررسی مشخصات جریان در محدوده‌ی خاصی از حوزه‌ی جریان و با استفاده از حجم ثابتی در فضا صورت می‌گیرد که موقعیت و شکل این حجم در فضا ثابت در نظر گرفته می‌شود و عبور پیوسته جرم سیال به داخل این حجم وجود دارد. چنین حجمی کنترل (Control Volume) نامیده می‌شود.

    حجم کنترل شبیه ترسیمه‌ی آزاد در مکانیک جامدات می‌باشد که در انتخاب مناسب آن باید دقت نمود. مرزهای حجم کنترل سطوح کنترل (Control Surface) نامیده می‌شوند. این سطوح در نقاط تماس با مرز جامد منطبق بر مرز جامد و در نقاط تماس با جریان سیال، عمود بر جهت عمومی جریان سیال، عمود بر جهت عمومی جریان سیال انتخاب می‌شوند. شکل 1-13 یک حجم کنترل انتخابی در حوزه‌ی جریان سیال را نشان می‌دهد.

     

     

     

     

     

    با انتخاب مناسب حجم کنترل می‌توان در هر لحظه اثر جرم سیال قرار گرفته در درون حجم کنترل را بر روی حجم کنترل و یا اثر متقابل حجم کنترل بر روی جرم سیال را پیدا نمود. این اثرات خواصی از جریان هستند که در تحلیل‌های مکانیکی مدنظر قرار می‌گیرند.

    در تحلیل جریان با استفاده از حجم کنترل این مطلب وجود دارد که معادلات اساسی و یا معادلات بقاء به جرم خاص و معینی از سیال اطلاق می‌شوند و یا به عبارت دیگر معادلات بقاء در هر لحظه برای سیستم، که می‌تواند جرم قرار گرفته درون حجم کنترل باشد، قابل بیان هستند، ولی روابط بیان شده برای سیستم را می‌توان توسط قضیه‌ای موسوم به قضیه‌ی انتقال رینولدز به حجم کنترل انتقال داد و در هر لحظه و در محدوده‌ی خاصی از جریان سیال نتیجه‌ی لازمه را در پیدا کردن مشخصات مکانیکی جریان که در تحلیل‌های مهندسی لازم می‌آید به دست آورد.

    رابطه‌ی بین سیستم و حجم کنترل به صورت زیر نوشته می‌شود.[1]

           = تغییراتN در واحد زمان مربوطه به سیستم

    (N ورودی در واحد زمان از سطوح کنترل –N خروجی در واحد زمان از سطوح کنترل) + تغییرات N در داخل حجم کنترل)

    (N ورودی در واحد زمان از سطوح کنترل –N خروجی در واحد زمان از سطوح کنترل) +

    (1-11)

    در رابطه‌ی 1-11 ، N یک کمیت نسبت داده شده به جرم خاص نظیر اندازه‌ی حرکت یا انرژی می‌باشد. در صورتی که مقدار خاصیت N در واحد جرم به  نمایش داده شود   رابطه 1-11 در مکانیک سیالات به رابطه‌ی زیر تبدیل می‌گردد:

    (1-12)                                                                                                                                  

    عبارت اول در سمت راست رابطه‌ی 1-12 که در آن انتگرال روی حجم کنترل تعریف گردیده است، بیانگر تغییرات N در داخل حجم کنترل در زمان بوده که در جریان‌های غیردائمی ظاهر می‌شود.

     

    [1]- لازم به توضیح است که تمام روابط که دارای علامت تساوی هستند از چپ به راست خوانده می‌شوند.

  • فهرست:

    ندارد.


    منبع:

    ندارد.

جریان مایع در یک مجرا ممکن است به دو صورت تحت فشار و یا جریان آزاد صورت پذیرد و از این نظر می توان هیدرولیک مجاری را به هیدرولیک مجاری تحت فشار و هیدرولیک کانال های باز تقسیم بندی نمود . در جریان تحت فشار که می توان آن را جریان در مجرای بسته نیز نامید ، تمام مایع ، درون یک مرز جامد محصور شده است ، مرزهای حرکت مایع در تماس با جدار جامد می باشد ولی در کانال باز مایع در حرکت ، در ...

RSS 2.0 عمران-معماري خاکبرداري آغاز هر کار ساختماني با خاکبرداري شروع ميشود . لذا آشنايي با انواع خاک براي افراد الزامي است. الف) خاک دستي: گاهي نخاله هاي ساختماني و يا خاکهاي بلا استفاده در

مقدمه : میزان آب دریافتی سرانه (یک نفر) درسال , مطابق گزارش سازمان ملل در سال 1995 , در ایران 1700 متر مکعب ومیزان آب مصرفی یک نفردر سال 1200 متر مکعب بوده است . ( مصرف آب دربخشهای کشاورزی ( بیشترین مصرف وحدود 70%) - دربخش صنعت ودربخش خانگی(کمترین مصرف وحدود 10%) میباشد . (اصلی ترین منبع تامین آب ایران , نزولأت آسمانی میباشد) . یکنواخت نبودن توزیع ( از نظرزمانی ومکانی ) باعث ...

خلاصه : در این مقاله امکان استفاده و اینکه آیا قابلیت کاربرد مبدلهای حرارتی صفحه ای به عنوان مبدلهای حرارتی چند جریانی مورد بررسی قرار می گیرد. از آنجا که یک قاب مبدلهای حرارتی صفحه ای می توان طوری قرار بگیرد که چنیدن صفحه را در خود جای دهد بنابراین جریانهای چندگانه می تواند به هریک از صفحات و از آنها خارج شوند. و این خود سبب کاهش در هزینه ها و مبدلهای حرارتی فشرده تر با شبکه ای ...

مقدمه " اگر چه ترموستات قطعه اي کم ارزش و ارزان قيمت است و بطور کلي به عنوان مولفه اي با تکنولوژي بالا مطرح نيست ، ولي در وسايل نقليه ي امروزي داراي کابردهايي حساس و حياتي مي باشد. براي درک بهتر کاربردها و موارد استفاده از ترموستات بايد

دستگاه های شیردوش دستگاه‌های شیردوش تمام خودکار تولید شده در این واحد، دارای ویژگی‌های برجسته‌ایست که کاربرد آن موجب سلامت دام بدون دخالت فرد گشته و آرامش دام را در تمام مدت شیردوشی حفظ می‌نماید. شیردوش رونده دستگاه‌های شیردوش رونده (سیار) که از 1 تا 6 ایوه‌ای (واحدی) ویژه دامداری‌های غیرصنعتی ساخته می‌شود، می‌توانند همزمان دام‌ها را در مدتی بسیار محدود به گونه کاملاَ بهداشی ...

این مقاله به بررسی سیستم های تزریق سوخت بنزین در موتورهای جرقه ای پرداخته است که از دیر باز مورد توجه سازندگان خودرو بوده است ودر این راستا فعالیتهای زیادی انجام شده است که منجر به تولید انواع سیستمهای سوخت رسانی بنزینی انژکتوری Jetronic شده است . مقدمه : موتورهای انژکتوری با سیستم سوخت تزریقی ابتدا برای موتورهای دیزلی اختراع شد و توسط آلمانی ها و به دستور هیتلر اصلاح گردید تا ...

مبدلهای حرارتی : فرایند تبادل گرما بین دو سیال با دماهای متفاوت که توسط دیواره جامدی از هم جدا شده اند در بسیاری از کاربرد های مهندسی روی می دهد . وسیله ای را که برای این تبادل به کار می رود مبدل گرمایی میگویند ، و موارد کاربرد آن را در سیستم های گرمایش ساختمان ها ، تهویه مطبوع ، تولید قدرت ، بازیابی گرمای هدر رفته ، و فراوری شیمیایی می توان یافت .ما درفرآیندهای شیمیایی و فیزیکی ...

چکیده » در هر صنعتی اتوماسیون سبب بهبود تولید می گردد که این بهبود هم در کمیت ومیزان تولید موثر است و هم در کیفیت محصولات.هدف از اتوماسیون این است که بخشی از وظایف انسان در صنعت به تجهیزات خودکار واگذار گردد. در یک سیستم اتوماتیک عملیات شروع،تنظیم و توقف فرایندبا توجه به متغیر های موجود توسط کنترل کننده سیستم انجام می گیرد. هر سیستم کنترل دارای سه بخش است: ورودی ، پردازش و خروجی ...

کشتار طيور بازرسي بهداشتي گوشت پرندگان بازرسي کشتارگاهي گوشت پرندگان ومشخصات پرندگان سالم وبيمار در سالهاي اخير بر اثرترويج وتوسعه صنعت مرغداري،توليد گوشت پرندگان افزايش يافته،ولي به مسئله بازرسي گوشت پرندگ

ثبت سفارش
تعداد
عنوان محصول