جریان سریع یک سیال به جت موسوم می‌باشد که در بسیاری از موارد برای تولید کار مکانیکی بکار میرود و نمونه‌ای از این کار‌بردها توربین پلتون می‌باشد، همچنین از ضربة جت برای چسباندن دوپلیت و شکستن یخ استفاده میشود. کابرد دیگر ضربة جت درجة شکاری می‌باشد.
هدف از آزمایش:
هدف از این آزمایش بررسی نیروی وارده از یک جت آب به موانع ساکن و مقایسه آن با قوانین مومنتم می‌باشد.
تجزیه و تحلیل و تئوری آزمایش:
معادلات پیوستگی، انرژی( برنولی)و مونتم روابطی هستند ه ب اآنها اکثر مسائل هیدرولیک قابل بررسی می‌باشد، در آزمایش ضربه جت از هر سه مورد فوق استفاده میشود. لذا هر یک از معادلات فوق را بطور جداگانه مورد بررسی و تجزیه تحلیل قرار می‌دهیم.
مقدر سیالی را که در واحد زمان از یک مقطع عبور می‌کند دبی یا شدت جریان گویند، شدت جریان ممکن است بصورت دبی حجمیQ، یا دبی جرمی» M « و یا دبی وزنیG بیان شود برای سیالات تراکم ناپذیر بطور متداول از دبی حجمی استفاده میشود اما برای سیالات تراکم‌پذیر بهتر است از 1- دبی حجمی یا2- دبی وزنی
استفاده کنیم در سیستم SI واحد دبی حجمیواحد دبی جرمی و Sec /Kg واحد
دبی وزنی است.
ابتدا مقطعی به مساحت A را درنظر می‌گیریم که سیال با سرعت یکنواخت V از آن عبور کند،سیال در مدت زمان dt مسافتVdt راطی می‌کند حجم سیال جاری در مدت dt برابر Avdt است بنابراین دبی حجمی( دبی جاری در واحد زمان) برابر است با:
رابطه فوق نشان می‌دهد که دبی حجمی برابر است با سرعت متوسط ضربدر سطح مقطع عبور جریان( مقطع بر امتداد سرعت عمود است) اگر دبی حجمی را در جرم مخصوص سیال ضرب کنیم دبی جرمی بدست می‌آید واگر در وزن مخصوص آن ضرب کنیم، دبی وزنی حاصل میشود بنابراین خواهی داشت:
بدیهی است که در حالت کلی توزیع سرعت روی مقطع یکنواخت نیست، اگر سرعت جریان در عبور از المان سطح را به u نشان دهیم، دبی حجمی عبوری از المان udA است بنابراین دبی حجمی بصورت زیر بیان میشود:
که سرعت V متوسط عبور از مقطع است اگر u بصورت تابعی از A معلوم باشد می‌توان از معادلات فوق دبی را تعیین کرد در بعضی موارد ممکن است که مقطع جریان به چند سطح کوچک تقسیم شده باشد و سرعت متوسط را در هر یک از سطوح کوچک بدانیم در این حالت دبی از رابطه زیر تعیین میشود:
اگر دبی را به روشی مستقیماَ اندازه‌گیری کرده باشیم سرعت متوسط را می‌توان از رابطه زیر بدست آورد:
دربحث فوق همواره سطح مقطع را عمود بر بردار سرعت در نظر گرفته‌ایم درحالت کلی بردار سرعت u در هر نقطه به امتداد عمود بر المان سطح زاویه‌ای مانند می‌سازد.
در اینصورت دبی عبور از المان برابر است با :
معادله فوق معادله عمومی پیوستگی است که برای جریانهای داخلی بکار میرود این معادله بیان می‌کند که دبی جرمی خالص ورودی به حجم کنترل برابر است با میزان افزایش جرم داخل حجم کنترل نسبت به زمان، معادله پویستگی برای حالات خاص به صورتهای زیر ساده میشود مثلاَ برای جریان دائمی چون است معادله
پیوستگی به صورت زیر بیان میشود.
معادلات فوق هم برای جریان تراکم پذیر و هم برای جریان تراکم ناپذیر به کار میرود،درجریان تراکم ناپذیر P ثابت است ودرنتیجه در روابط فوق بوده و معادله پیوستگی برای جریان تراکم ناپذیر بصورت زیر بیان میشود.
معادله فوق هم برای جریان دائمی و هم برای جریان غیر دائمی معتبر است. برای جریان غیر دائمی یک مایع در یک کانال روباز طبق اصل بقای جرم دبی حجمی عبوری از مقطع 1 منهای دبی حجمی عبوری از مقطع 2 برابر است با میزان افزایش حجم بین دو مقطع نسبت به زمان یعنی:
که S حجم مایع بین دو مقطع داخل کانال است.
شامل 41 صفحه فایل word
دانلود گزارش کار آزمایش ضربة جت آب
