ميكانيكا الموائع

البيلسان2010 · #1 22-06-2009, 02:43

بسم الله الرحمن الرحيم

[grade="4B0082 A0522D 008080 800080"]ميكانيكا الموائع[/grade]

يدرس تحريك الموائع السلوك الفيزيائي الظاهر ( الجهري Macroscopic ) للجمل المائعة التي تشمل كلا من السوائل Liquids و الغازات Gases بشكل عام .

يقوم هذا العلم عادة بتحديد العديد من خواص الموائع مثل السرعة , الضغط , الكثافة , و درجة الحرارة كدوال ( توابع Functions ) للإحداثيات المكانية مع الزمن .

يمكن تقسيم هذا العلم إلى : آيروديناميك أو تحريك الغازات و هيدروديناميك أو تحريك السوائل .

أساسيات الانتقال الحرارى وسريان الموائع

المعادلات الأساسية

نظام المعادلات الاتية للانتقال الحرارى وسريان الموائع تتكون أساسا من معادلة الاتصال (معادلة حفظ الكتلة) ومعادلة حفظ كمية الحركة ومعادلة حفظ كمية الطاقة.

سوف لا نعتبر الظواهر المعقدة التى ليست وثيقة الصلة بمناقشتنا، وسوف نتقيد بالظواهر الفيزيائية تحت الشروط الأتية:

1-الموائع تكون غير قابلة للانضغاط وتكون نيوتونية (Newtonian). وسوف لا نأخذ فى الاعتبار عدم تغير الكثافة إلا فى حالة توليد قوى الطفو وتكون خصائص الاستقرار وعدم الاستقرار مرتبطة معا.

2-الخصائص الفيزيائية للموائع تكون ثابتة.

3-في الصيغ المختلفة للطاقة سوف نعتبر فقط الطاقة الحراريةوسوف نهمل الإخماد الذي هو تحويلة عكسية من طاقة الحركة الى الطاقة حرارية إلا فى حالة السريانات المضطربة.

تحت هذه الشروط نريد أن نصل إلى فيزياء إضافية مثل التنامي فى الموجات السمعية. تحت هذه الشروط يمكن الحصول على المعادلات التالية:

[grade="800080 DEB887 008080 A0522D"]معادلة حفظ المادة (أو الاتصال): [/grade]

[grade="800080 DEB887 008000 A0522D"]معادلة حفظ كمية الحركة: [/grade]

[grade="008080 4B0082 A0522D 800080"]معادلة حفظ الطاقة: [/grade]

حيث أنu هى متجه السرعة وp هو الضغط، و ρ هي الكثافة و هي الطاقة و هي متجه الجاذبية الأرضية ترمز للزوجة المائع (كجم/م.ث) و هى الحرارة النوعية تحت ضغط ثابت (جول/كجم.كلفن) و هى النفاذية الحرارية (شغل/م.كلفن). ومعدل توليد الحرارة الحجمى لوحدة الحجوم يمثل بمعادلات بقاء كمية كمية الحركة تعرف بمعادلات نافير- ستوكس. يمكن للقارىء الرجوع الى أى كتاب فى أساسيات ميكانيكا الموائع لاشتقاق هذه المعادلات.

[grade="008080 800080 A0522D 008080"]المصدر[/grade]