باز کردن منو اصلی

در دینامیک شاره‌ها، یک جسم با سرعت حد (به انگلیسی: Terminal velocity) حرکت می‌کند، اگر سرعتش به خاطر نیروی مقاومت هوا، آب یا شاره‌ی دیگری که در آن حرکت می‌کند ثابت شود. یک جسم که در حال سقوط آزاد است هنگامی به سرعت حد می‌رسد که نیروی به سمت پایینِ گرانش (Fg) بامجموع نیروهای به سمت بالا (نیروی کشش و نیروی شناوری) مساوی شود. با نوشتن موازنهٔ نیرو در

4/3πR^3g(ρs-ρf)=Fd

R، شعاع کرهٔ در حال سقوط، g شتاب گرانش، ρs چگالی کره و ρf چگالی سیال هستند.

برای پیش‌بینی سرعت حد یک ذرهٔ کروی در یک سیال نیوتنی در شرایط هم دما، معادلات پایستگی جرم و اندازه حرکت باید حل شوند. وجود جملات غیرخطی مربوط به اینرسی در معادلهٔ پایستگی اندازه حرکت، حل این معادلات را به شدت پیچیده می‌کند به طوری که حل مستقیم این معادلات تنها با فرض قابل صرف نظر بودن جملات اینرسی ممکن است. اینرسی کم در سرعت‌های بسیار پایین رخ می‌دهد و برای پیش‌بینی سرعت ذرات با سرعت‌های متوسط و بالا باید از روابط تجربی استفاده کرد.[۱]

حل کامل معادلات پایستگی جرم و اندازه حرکت برای ذرهٔ در حال سقوط در سیالات غیرنیوتنی به دلیل مکانیزم متفاوت انتقال تنش برشی در این سیالات بسیار پیچیده و حل‌های عددی تنها برای سرعت‌های بسیار پایین ممکن است. استفاده از روابط تجربی برای پیش‌بینی روند سقوط ذرات در این محیط‌ها، رایج‌ترین شیوهٔ حل مسائل مهندسی مربوط به کنش و واکنش بیشن ذرات جامد و سیالات است. [۲]

پا نویسویرایش

  1. Bird, R.B., Stewart, W.E., Lightfoot, E.N. Transport Phenomena. New York: J. Willey, 2007.
  2. Chhabra, R.P. Bubbles, drops, and particles in non-Newtonian fluids. Taylor & Francis, 2007.

منابعویرایش

مشارکت‌کنندگان ویکی‌پدیا. «Terminal velocity». در دانشنامهٔ ویکی‌پدیای انگلیسی، بازبینی‌شده در ۱ ژوئن ۲۰۰۹.