የሉል ገጽታ Coefficient ጎትት፡ ምን፣ እንዴት፣ ምሳሌዎች

በዚህ መጣጥፍ ውስጥ “Drag Coefficient of Sphere” ይብራራል እና ከሉል ጋር ተዛማጅነት ያላቸውን ዝርዝር እውነታዎች መጎተት እንዲሁ ይብራራል። የሉል መጎተት ቅንጅት ለአንድ ጉዳይ በጣም አስፈላጊ ነገር ነው።

ጎትት Coefficient of ሉል የሚመነጨው እንደ, አካል ጉዳይ ላይ ላዩን አካባቢ ጋር ሲነጻጸር ተመሳሳይ የድምጽ መጠን ያለውን ሉል ላይ ላዩን መካከል ያለው ሬሾ. የሉል ጎትት ኮፊፊሸንት (Sphere Drag Coefficient of Sphere) በነገሩ ቅርፅ እና መጠን ላይ በጥልቀት የሚመረኮዝ አካላዊ መለኪያ ነው።

የሉል ጎትት ኮፊሸን ምንድን ነው?

ምስል - እንደ ሬይኖልድስ ቁጥር የአንድን ሉል ኮፊሸን ይጎትቱ; የምስል ክሬዲት - የግልነት ድንጋጌ

የሉል መጎተት ጥምርታ በነገሩ ጂኦሜትሪ እና ጉዳዩ ሊፈስበት በሚችል ፈሳሽ ንጥረ ነገር ላይ የተመሰረተ ነው።

ማንኛውም የሉል ቅርጽ ያለው ነገር በፈሳሽ ንጥረ ነገር ውስጥ በእንቅስቃሴ ላይ እንደሚገኝ የሉል አመጣጥን ይጎትቱት። አጠቃላይ የኃይሉ መጠን የሚተገበረው የጭረት ግፊት ኃይል እና ግፊት በጉዳዩ አውሮፕላን ላይ በሚሠራበት አቅጣጫ ነው።

የሉል ጎትት ኮፊሸን እንዴት ማስላት ይቻላል?

ግፊትን ይጎትቱ የሉል ቅርጽ ላለው ጉዳይ Coefficient ሊሰላ ይችላል ይህንን ቀመር በመጠቀም ፣

የት,

cd = የሉል ቅርጽ ላለው ነገር የግፊት ኮፊሸን ይጎትቱ

Fd = በኒውተን ለተገለጸው የሉል ቅርጽ ነገር ኃይልን ይጎትቱ

ሀ = በካሬ ሜትር ለተገለጸው የሉል ቅርጽ ያለው የእቅድ ቅፅ ቦታ

ρ = የሉል ቅርጽ ያለው ነገር ጥግግት በኪዩቢክ ሜትር ይገለጻል።

v = Viscosity የሉል ቅርጽ ያለው ነገር በሰከንድ ሜትር ይገለጻል።

eqn (1) የጅምላ እፍጋት፣ የፍሰት ፍጥነት፣ የመጎተት ሃይል እና የቦታ እሴቶችን በመጠቀም የሉል መጎተት ዋጋን እናገኛለን።

ለሉል ጉዳይ አካባቢው እንደ A = π r ሊሰላ ይችላል2 …………eqn (2)

eqn (2) ለላዩ ቦታ ተፈጻሚ ነው። ምክንያቱም የወለል ስፋት ቀመር A = 4 πr ነው።2

የሉል ፎርሙላ ኮፊሸን ይጎትቱ፡

የግፊት መጎተት ቅንጅት ቀመር ከዚህ በታች ተሰጥቷል ።

የት,

Fd = በኒውተን ውስጥ ኃይልን ይጎትቱ

cd = ኮፊሸን ይጎትቱ

ρ = የፈሳሽ ንጥረ ነገር ጥግግት በኪዩቢክ ሜትር ይገለጻል።

 v = የፈሳሽ ንጥረ ነገር ፍሰት ፍጥነት በሜትር በሰከንድ ይገለጻል።

ሀ = በካሬ ሜትር የተገለጸ የአንድ የተወሰነ የሰውነት ቅርጽ ንጥረ ነገር የማጣቀሻ ቦታ

የግፊት መጎተት የሉል ቅርጽ ቁስ አካል ጥቂቶች ጥገኛ ነው። በርካታ እውነታዎች እንደ መጠን እና ቅርፅ ማለት የሉል አካል ጂኦሜትሪ እና የሉል ቅርጽ ቁስ የሚፈስበት ፈሳሽ ንጥረ ነገር viscosity ማለት ነው።

የሉል ሉል እና ሬይኖልድስ ቁጥርን ይጎትቱ፡

የሉል ድራግ ጥምርታ በ Reynolds ቁጥር ይቀንሳል እና የመጎተት ቅንጅት ቋሚ ይሆናል (ሲ)D = 0.4) ለሬይኖልድስ ቁጥር በ10 መካከል3 እና 2 × 105. የሬይኖልድስ ቁጥር ሲጨምር (ዳግም > 2×105), የድንበሩ ሽፋን ከሉል ፊት ለፊት ቀጭን ይሆናል እና ወደ ብጥብጥ ሽግግር ይጀምራል.

የሉል መጠንን ይጎትቱ
ምስል - የሉል እና ሬይኖልድስ ቁጥርን ውህድ ይጎትቱ;
የምስል ክሬዲት - ውክፔዲያ

ስርዓቱ በፈሳሽ ንጥረ ነገር ውስጥ በእንቅስቃሴ ላይ የሚፈስ ዲዛይን ሲሆን ጊዜ መጎተት ስርዓቱን ለመለካት ወይም በሲሙሌሽን ለመጎተት በጣም ጥሩ ነው። ጎትት ኮፊፊሸንት በተደጋጋሚ አጋዥ ነው።

ብቸኛው ችግር በዚህ ሂደት ውስጥ የሚነሳው አንድ ሞዴል በሽግግር ክልል ውስጥ በፈሳሽ ንጥረ ነገር ውስጥ ያሉትን ሁሉንም ዓይነት የእንቅስቃሴ ፍሰት ለማምጣት እና ለሁለቱም አገዛዞች ተስማሚ አይደለም ።

ከልዩ ልምምድ ይልቅ በእያንዳንዱ እና በእያንዳንዱ የፍሰት አይነት ስርዓት ውስጥ ሞዴሎችን ለማስላት መረጃን ለመለካት እና ለማስመሰል ጥቅም ላይ ይውላል እና ከዚያ በኋላ ሞዴሎቹ የሽግግሩን ክልል ለማስላት የተጠላለፉበትን ቦታ ይከተሉ።

አሁን ስለ ምሳሌዎቹ እና ስለ ሲf አገላለጽ ለሁለቱም የግፊት መጎተት እና የቆዳ ግጭት መጎተት ግምት ውስጥ ይገባል።

ላሚናር ምሳሌ፡-

የሉል ገጽታን ከ ሬይኖልድስ ጋር ይጎትቱ ቁጥር ለላሚናር ፍሰት ተብሎ ሊጻፍ ይችላል፡-

የሉል ሉል እና ሬይኖልድስ ቁጥርን ለ ይጎትቱ laminar ፍሰት እኩልነት በተዘጋ የጂኦሜትሪ ስርዓት ውስጥ ከብዙ የሬይኖልድስ ቁጥሮች ጋር በትክክል ይሄዳል። የሉል እና የሬይኖልድስ ቁጥር ለላሚናር ፍሰት እኩልታ ከ 36 በታች ለሆኑ ዝቅተኛ ተጎታች ሬይኖልድስ ቁጥር ተገቢ አይደለም።

በማይጨበጥ ወይም በጣም ቅርብ ወደማይጨበጥ ፍሰት ውስጥ ድራግ ኮፊፊሸንት ከፍጥነት መስመራዊ ተግባር ጋር ሲቀራረብ ማየት እንችላለን።

የተዛባ ምሳሌ፡-

የሉል እና የሬይኖልድስ ቁጥር ለትርምስ ይጎትቱ እንደ፡

የሉል ሉል እና ሬይኖልድስ ቁጥርን ለ ይጎትቱ ብጥብጥ ፍሰት እኩልነት በጂኦሜትሪ ዝግ ስርዓት ውስጥ ከአንድ ቀላል የሬይኖልድስ ቁጥሮች ጋር በትክክል ይሄዳል።

የሉል ሃይል ጥምርታ፡-

ብዙ ጥናቶች የሚደረጉት የድራግ ሃይል ኮፊፊሸንት ጉዳይ የሉል ቅርጽ ያለው የሰውነት አካል ነው።

በጠንካራ ሁኔታ ውስጥ ያለ የሉል ቅርጽ ያለው አካል ከፈሳሹ ጋር በሚገናኝበት ጊዜ የጊዜ ድራግ ሃይል ኮፊሸን በሉል ቅርጽ ባለው ጠንካራ ነገር ላይ ይፈጠራል። የሉል ቁስ አካልን ጎትት ሃይል ኮፊሸንት በየትኛውም የሃይል መስክ አይፈጠርም።

ተደጋጋሚ ጥያቄዎች፡-

ጥያቄ፡-

ስለ Skin Friction drag Coefficient ይጻፉ።

መፍትሄ፡-. የቆዳ ግጭት ድራግ ኮፊሸንት አካላዊ ልኬት ሲሆን ይህም መጠን የሌለው የቆዳ ሸለተ ውጥረት ነው። በዋነኛነት መለኪያ የሌለው ነው, ምክንያቱም በተለዋዋጭ ግፊት በጉዳዩ ላይ በነጻ ዥረት ላይ ስለሚተገበር.

የቆዳ መሰባበር ጎትት ቅንጅት ቀመር፣

የት,

Cf = የቆዳ ግጭት Coefficient

Tw= በሰውነት ወለል ላይ የሚተገበር የቆዳ መቆራረጥ ውጥረት

v = ነፃ የጅረት ፍጥነት ለሰውነት ፍጥነት

ρ = ለሰውነት ጥግግት ነፃ የጅረት ፍጥነት

1/2ρ v2 ≡ ቅ = ነፃ ዥረት ተለዋዋጭ ግፊት ለጉዳዩ አካል

ከሬይኖልድስ ቁጥር እና ከቆዳ ፍሪክሽን ድራግ ቅንጅት ጋር ያለው ዝምድና በተዘዋዋሪ እርስ በርስ የተመጣጠነ ነው። የሬይናልድስ ቁጥር ከጨመረ የቆዳ ፍሪክሽን ድራግ ኮፊሸንት ይቀንሳል እና የሬይናልድስ ቁጥሩ ከቀነሰ የቆዳ ፍሪክ ድራግ ኮፊሸንት ይጨምራል።

ምስል - የቆዳ ግጭት መጎተት;
የምስል ክሬዲት - የግልነት ድንጋጌ

የላሚናር ፍሰት: -

የት,

Rex = ρ vx/μ የሬይኖልድስ ቁጥርን ይወክላል

x = በተለይ የድንበሩ ንጣፎች ከተጀመሩበት የማጣቀሻ ነጥብ ርቀቱን ይወክላል።

የሽግግር ፍሰት: -

የት,

y = ከግድግዳው ላይ ያለውን ርቀት ይወክላል

u = በእንቅስቃሴ ውስጥ የሚፈሰው ፈሳሽ ፍጥነት እና እንደ y

K1 = ካርማን ኮንስታንት

የካርማን ኮንስታንት ዋጋ ከ0.41 ያነሰ ሲሆን ካርማን ኮንስታንት ለሽግግር የድንበር ንብርብር እና ግርግር ያለው የድንበር ንብርብር ዋጋ ነው።

K2= ቫን Driest ቋሚ

K3= የግፊት መለኪያ

p = ግፊት

x = የድንበር ንጣፎች በሚፈጠሩበት ወለል ላይ ያለው መጋጠሚያ

ተለዋዋጭ ፍሰት: -

ጥያቄ፡-

ሪቫ ​​መኪናዋን በየቀኑ ኮልካታ ወደ ዱርጋፑር ትነዳለች። ሪቫ ​​መኪናዋን ስትነዳ የዚያን ጊዜ የመኪናው ፍጥነት በሰአት 90 ኪሎ ሜትር ገደማ ሲሆን የዚያን ጊዜ ድራግ ኮፊሸን 0.35 ነው። የመኪናው መስቀለኛ መንገድ 6 ካሬ ሜትር ነው.

አሁን የመጎተት ኃይልን መጠን ይወስኑ.

መፍትሄ፡- የተሰጠው መረጃ እ.ኤ.አ.

የመኪናው ፍጥነት = 90 ኪሎ ሜትር በሰዓት

የመኪናውን ብዛት ይጎትቱ = 0.35

የመኪናው ክፍል ተሻጋሪ ቦታ = 6 ካሬ ሜትር

የመኪናው ፈሳሽ ጥግግት = 1.2 ኪሎ ግራም በአንድ ኪዩቢክ ሜትር

ሁላችንም እናውቃለን የአየር ፍጥነት 1.2 ኪሎ ግራም በአንድ ኪዩቢክ ሜትር

አሁን፣ የድራግ ሃይል ቀመር ተተግብሯል፣

የት,

D = የግፊት መጎተት ኃይል

Cd= የግፊት መጎተት ቅንጅት

ρ = ጥግግት

 v = ፍጥነት

 A = የማጣቀሻ ቦታ

መ = 0.35 * 1.2 * 8100 * 6/2 * 3600

D = 2.8 ኒውተን

ሪቫ ​​መኪናዋን በየቀኑ ኮልካታ ወደ ዱርጋፑር ትነዳለች። ሪቫ ​​መኪናዋን ስትነዳ የዚያን ጊዜ የመኪናው ፍጥነት በሰአት 90 ኪሎ ሜትር ገደማ ሲሆን የዚያን ጊዜ ድራግ ኮፊሸን 0.35 ነው። የመኪናው መስቀለኛ መንገድ 6 ካሬ ሜትር ነው.

የመጎተት ኃይል መጠን 2.8 ኒውተን

ጥያቄ፡-

አውሮፕላን በየቀኑ ሙምባይን ወደ ካታካና ያንቀሳቅሳል። አውሮፕላኑ በዚያን ጊዜ ሲንቀሳቀስ የአውሮፕላኑ ፍጥነት በሰዓት 750 ኪሎ ሜትር ገደማ ሲሆን በዚያ ጊዜ የድራግ ኮፊሸንት 0.30 ነው. የመኪናው መስቀለኛ መንገድ 115 ካሬ ሜትር ነው.

አሁን የመጎተት ኃይልን መጠን ይወስኑ ለአውሮፕላኑ.

መፍትሄ፡- የተሰጠው መረጃ እ.ኤ.አ.

የአውሮፕላኑ ፍጥነት = በሰዓት 750 ኪ.ሜ

የአውሮፕላኑ መጎተት = 0.30

የአውሮፕላኑ መስቀለኛ ክፍል = 115 ካሬ ሜትር

የአውሮፕላኑ ፈሳሽ ጥግግት = 1.2 ኪሎ ግራም በአንድ ኪዩቢክ ሜትር

ሁላችንም እናውቃለን የአየር ፍጥነት 1.2 ኪሎ ግራም በአንድ ኪዩቢክ ሜትር

አሁን፣ የድራግ ሃይል ቀመር ተተግብሯል፣

መ = ሲd * ρ * አ/2

የት,

D = የግፊት መጎተት ኃይል

Cd = የግፊት መጎተት ቅንጅት

ρ = ጥግግት

 v = ፍጥነት

 A = የማጣቀሻ ቦታ

D = 3234 ኒውተን

አውሮፕላን በየቀኑ ሙምባይን ወደ ካታካና ያንቀሳቅሳል። አውሮፕላኑ በዚያን ጊዜ ሲንቀሳቀስ የአውሮፕላኑ ፍጥነት በሰዓት 750 ኪሎ ሜትር ገደማ ሲሆን በዚያ ጊዜ የድራግ ኮፊሸንት 0.30 ነው. የመኪናው መስቀለኛ መንገድ 115 ካሬ ሜትር ነው.

ለአውሮፕላኑ የሚጎትተው ኃይል መጠን 3234 ኒውተን ነው።

ጥያቄ፡-

በመጎተት እና በ Reynolds ቁጥር መካከል ያለው ግንኙነት ምንድን ነው?

መፍትሄ፡- በድራግ እና ሬይኖልድስ ቁጥር መካከል ያለው ግንኙነት እርስ በርስ በቀጥታ ተመጣጣኝ ነው. መጎተቱ ከጨመረ የሬይኖልድስ ቁጥር ይጨምራል እና ድራግ ከሞተ የሬይኖልድስ ቁጥርም ይቀንሳል።

የሬይኖልድስ ቁጥር ሲጨምር በዛን ጊዜ viscous Forces ከውስጥ ሀይሎች አንፃር ይቀንሳል ስለዚህ የመለያየት ቦታ ወደ ላይ ወደ ወገብ አቅጣጫ ይንቀሳቀሳል።

ወደ ላይ ሸብልል