Historianesteen mekaniikka, mitkä tutkimukset, perusteet

Se fluidimekaniikka Se on mekaniikan haara, joka on omistettu nesteiden ominaisuuksien ja käyttäytymisen tutkimiseen, joko nesteet tai kaasut. Se perustuu Newtonin Newtonin mekaniikan periaatteisiin: Newtonin lakeja, energiansäästöä ja vauhtia.

Sekä tekniikan että biotieteiden suhteen nesteillä on päärooli. Meitä ympäröivä ilma ja vesi ja tukevat elämää ovat nestettä, samoin kuin veri ja muut ihmiskehossa ja eläimissä.

Nestemekaniikka tutkii kaasujen ja nesteiden, kuten veden, käyttäytymistä. Lähde: Pixabay.

Ilmavirrat ja vesivirrat ovat tekijöitä, jotka määrittävät ekosysteemien ilmaston ja ominaisuudet, joissa on eläviä olentoja. Kasvit, jotka ovat elämän tukea, hyödyntävät nesteiden ominaisuuksia sopeutumiseen ja menestymiseen eri ympäristöissä.

Toisaalta nesteiden käyttäytymisen tunteminen on välttämätöntä suunnittelussa. Sivilisaation muotoilut rakenteet. Sieltä syntyy putkien, kastelujärjestelmien, siviilirakenteiden, jäähdytyksen, lämmityksen, autojen, veneiden, lentokoneiden, urheilulaitteiden ja paljon muuta suunnittelun.

Nesteiden mekaniikka jatkaa edelleen siirtymistä maaympäristöstä. Itse asiassa aurinko, aurinkokunnan keskus, on kaasumaisen nesteen kolossaalinen massa, jonka olemassaolo riippuu painovoiman ja hydrostaattisen paineen tasapainosta.

Tähtien ja planeettamagneettikentät ovat seurausta sähkökuormien liikkeestä ja ne mallinnettiin nesteen dynamiikan avulla. Tiedämme,.

[TOC]

Lyhyt tarina

Antiikki

Lähi -idässä ja Itä -Euroopassa menestyneillä muinaisilla sivilisaatioilla oli vankka tieto nesteiden käyttäytymisestä. Ne paljastettiin kastelukanavien ja alusten rakentamisessa.

Kolmannella vuosisadalla eKr., Syrakusan fyysikko Archimedes (287–212.C.) muotoili kelluvan ja hydrostaattisen periaatteet, kuten nyt.

Se voi palvella sinua: mikä on koulutuksen entalpia? (Harjoituksilla)Syracuse Archimedes piirtää

On tiedossa, että muinaiset roomalaiset tulivat merkittäviksi vesien hallinnoinnissa ja kuljetuksissa kotimaan ja maatalouden käyttöön. He rakensivat kylpyhuoneet ja monet heidän vesijohtoistaan ​​seisovat edelleen.

Keskiaika ja renessanssi

Leonardo da Vinci piirustus

Myös arabit, jotka tunkeutuivat Iberian niemimaalla.

Mutta keskiajat kulkivat ilman ilmeistä.

Nykyaikainen tähän päivään asti

Blaise Pascal -piirustus

Blaise Pascal (1623-1662) oli ranskalainen tiedemies, joka uskalsi moniin aikansa tietokenteisiin ja valaisi uuden valon nesteiden luonteesta luomalla, noin 1648, periaate, joka kantaa hänen nimensä ja luomalla hydraulisen lehdistön. Muutama vuosi ennen Evangelist Torricellin (1608-1647) oli ensimmäinen, joka mittasi ilmakehän painetta.

Mutta Isaac Newton (1642-1727) loi perustan nesteisiin liittyville ilmiöille. Ei vain, kun luodaan kolme dynamiikkalake.

Isaac Newton kokeilee valoa

Newton tutki myös nesteiden viskositeettia: Itse asiassa on olemassa Newtonin viskositeetin laki, joka on edelleen voimassa.

Vuonna 1738 Sveitsin matemaatikko ja fyysinen Daniel Bernoulli (1700-1782) käytti energian säilyttämistä ihanteelliseen nesteeseen ja muotoili yhtälön, joka kantaa hänen nimensä ja kuvaa liikkuvien nesteiden käyttäytymistä. Samanaikaisesti Claude Navier (1785-1836) ja George Stokes (1819-1903) kehittivät viskoosin nesteen dynamiikan perusyhtälöt.

Daniel Bernoulli

Yhdeksännentoista vuosisadan päättyessä Osborne Reynolds (1842-1912) tutki turbulenssia ja vahvisti kriteerin laminaaristen ja turbulenttien virtausten erottamiseksi.

Myös nesteisiin sovellettu mittaanalyysi syntyy myös Ludwig Prandtl: n (1875-1953) ja PRANDTL-lukumäärän kanssa. Laskenta edistää paljon monimutkaisempia nesteen virtaussimulaatioita, jotka ovat luonteeltaan usein, mutta vaikeasti karakterisoida käytettävissä olevilla analyyttisillä malleilla.

Se voi palvella sinua: Big Crunch -teoria: historia, periaatteet, tiedot

Mikä tutkii nestemekaniikkaa?

Nestemekaniikka tutkii nesteen käyttäytymistä ja jaetaan kolmeen pääalueeseen:

• Staattiset nesteet tai lepo nesteet.
• Nesteen elokuva: Kuvaile nesteiden liikettä.
• Nesteen dynamiikka, joka tutkii mainitun liikkeen alkuperää.

Nämä tieteenalat koskevat kaasuja ja nesteitä, vaikka näiden yksinoikeutta tutkimusta kutsutaan hydrauliikkaksi. Hydrostaattinen puolestaan ​​viittaa lepo -nesteiden ja hydrodynamiikan tutkimukseen liikkuessaan.

Reologia kattaa muodonmuutoksiin ja aineen virtaukseen liittyvän tiedon. Vaikka sitä pidetään osana jatkuvaa väliainemekaniikkaa, se liittyy läheisesti nesteisiin, koska niille on ominaista tarkalleen niiden virtauskyky.

Muita tärkeitä haaroja ovat aerodynamiikka, joka analysoi kaasujen, kuten AIR: n, sekä meteorologian, merentieteen ja hydrologian virtausta.

Fluidimekaniikan perusteet

Nesteiden tarkkailemista havaitaan, että ne muodostuvat atomit ja molekyylit, ei niin kytkettynä toisiinsa kuin kiinteä. On mahdollista seurata laajennetun mutta äärellisen esineen liikkumisen, mutta kuinka tarkkailla lukemattomia hiukkasia kaasussa tai nesteessä?

Tiheys, erityinen paino ja paine

Vastaus on näissä keskeisissä käsitteissä: tiheys ja paine. Sen sijaan, että työskentelisi yksittäisten massojen ja painojen kanssa, se toimii tiheyden kanssa, joka on massa yksikkötilavuutta kohti. Tiheyteen liittyvä on erityinen paino, joka on nesteen paino yksikkötilavuutta kohti.

Ja voiman sijasta nesteet on karakterisoitu paine Se käyttää pintoja, jotka on määritelty voimana alueyksikköä kohti.

Goo

Kuvaa nesteen kerrosten välistä kitkaa, ominaisuus, joka määrittelee sen liikkumisen.

Se voi palvella sinua: Rutherford Atomic -malli: Historia, kokeet, postulaatit

Archimedesin periaate

Archimedes -periaate on perustana hydrostaattisessa. Tämä toteaa, että täysin tai osittain upotettu keho lepo -nestekokemuksessa.

Pascal -periaate

Toteaa, että paineessa puristamattomassa nesteessä säiliössä siirretään samasta pisteestä toiseen samalla intensiteetillä.

Bernoulli -yhtälö

Se vastaa mekaanisen energian säilyttämistä, joka on käytetty ihanteelliseen nesteosaan, joka kiertää putken läpi.

Reynolds -numero

Se on mitat.

Prandtl -numero

Se on mitaton määrä, joka kuvaa lämmönsiirtoa konvektiolla tietyn nesteen virtaukseen.

Fluidimekaniikkasovellukset

Aluksi annoimme merkityksettömän luettelon nesekaniikan monista sovelluksista. Seuraavaksi nimeämme lyhyesti joitain merkityksellisimmistä:

Hydraulinen puristus

Hydraulinen puristus on kone, joka perustuu Pascal -periaatteeseen. Lähde: Wikimedia Commons.

Se on kone, joka koostuu putkesta, jossa on kaksi erilaista poikkileikkausta, täynnä puristamatonta nestettä. Kun voima kohdistetaan männään kapeassa osassa, se kerrotaan suuremman männän poistumisen yhteydessä leveässä osassa.

Kompressorit

Ne ovat koneita, jotka lisäävät painetta silloin, kun ne syrjäyttävät tiettyjä puristuvia nesteitä, kuten kaasut. Tällä tavoin he pakottavat heidät virtaamaan, vaikka he saavat energiaa, jota voidaan käyttää mekaanisen työn tekemiseen.

Turbiinit

Koneet, jotka käyttävät nestettä terien tai potkurien kiertämiseen, jotka myös tekevät mekaanista työtä.

Ilmastointilaitteet

Lämmitetyt järjestelmät: Lämmitys ja ilmastointi perustuvat nesteiden ominaisuuksiin ympäristöjen terminoimiseksi.

Viitteet

1. Cimbala, c. 2006. Nesteiden, perusteiden ja sovellusten mekaniikka. MC. Graw Hill.
2. Franzini, J. 1997. Suunnittelusovellusten sujuvamekaniikka. 9NA. Painos. McGraw Hill.
3. Mott, r.  2006. Fluidimekaniikka. Neljäs. Painos. Pearson -koulutus.
4. Potter, m. Fluidimekaniikka. Kolmas. Painos. Thomson.
5. Tippens, P. 2011. Fysiikka: Käsitteet ja sovellukset. 7. painos. McGraw Hill.