Sleepkoëffisiënt van sfeer: wat, hoe, voorbeelde


In hierdie artikel sal “Sleepkoëffisiënt van sfeer” bespreek word en die sleepkoëffisiënt van sfeerverwante gedetailleerde feite sal ook verduidelik word. Sleepkoëffisiënt van sfeer is 'n baie belangrike faktor vir 'n saak.

Sleepkoëffisiënt van sfeer word afgelei as, die verhouding tussen die oppervlakte van die sfeer van die soortgelyke volume vir die materie van die liggaam in vergelyking met die oppervlakte vir die materie van die liggaam. Sleepkoëffisiënt van sfeer is 'n fisiese parameter wat baie afhang van die vorm en grootte van die saak.

Wat is die sleepkoëffisiënt van 'n sfeer?

Beeld – Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer as 'n funksie van Reynolds-getal; Beeldkrediet – Wikimedia Commons

Die sleepkoëffisiënt van 'n sfeer hang af van die geometrie van die materie en die viskositeit van die vloeibare stof waardeur die materie kan vloei.

Sleepkoëffisiënt van sfeer word afgelei aangesien enige bolvormige materie in 'n beweging deur 'n vloeibare stof beweeg wat die fisiese parameter van sleep in die gesig staar. Die totale hoeveelheid krag word toegepas in dieselfde rigting waar skuifspanningskrag en druk op die vlak van die saak ingewerk het.

Hoe om sleepkoëffisiënt van 'n sfeer te bereken?

Sleepdruk koëffisiënt vir 'n bolvormige materie kan bereken deur hierdie formule te gebruik,

waar,

cd = Sleepdrukkoëffisiënt vir 'n bolvormige materie

Fd = Sleepkrag vir 'n bolvormige materie uitgedruk in Newton

A = Beplan vorm area vir a vir 'n bolvormige materie uitgedruk in vierkante meter

ρ = Digtheid van 'n bolvormige materie uitgedruk in kilogram per kubieke meter

v = Viskositeit 'n bolvormige materie uitgedruk in meter per sekonde

Deur die vergelyking (1) te gebruik om die waardes van massadigtheid, vloeispoed, sleepkrag en area te plaas, kan ons die waarde van sleepkoëffisiënt van 'n sfeer kry.

Vir sfeermateriaal kan die oppervlakte bereken word as, A = π r2 ……..vergelyk (2)

Die vgl (2) is van toepassing op die oppervlakte. Omdat oppervlak-area formule is, A = 4 πr2

Formule van sleepkoëffisiënt van sfeer:

Die formule van die drukweerstandskoëffisiënt word hieronder gegee,

waar,

Fd = Sleepkrag uitdruklik in Newton

cd = Sleepkoëffisiënt

ρ = Digtheid van 'n vloeibare stof uitgedruk in kilogram per kubieke meter

 v = Vloeisnelheid van 'n vloeibare stof uitgedruk in meter per sekonde

A =Verwysingsarea vir 'n spesifieke liggaamsvormstof uitgedruk in vierkante meter

Die drukweerstand vir bolvormmateriaalkoëffisiënt is van sommige afhanklik verskeie feite soos grootte en vorm beteken geometrie van die bolliggaam en viskositeit van die vloeibare stof waardeur bolvorm materie kan vloei.

Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer teenoor Reynolds-getal:

Die sleepkoëffisiënt van 'n sfeer neem af met die Reynolds-getal en sleepkoëffisiënt word amper 'n konstante (CD = 0.4) vir 'n Reynolds-getal tussen 103 en 2 × 105. Soos die Reynolds-getal toeneem (Re > 2×105), word die grenslaag dunner aan die voorkant van die sfeer en begin sy oorgang na onstuimig.

Sleepkoëffisiënt van sfeer
Beeld – Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer teenoor Reynolds-getal;
Beeldkrediet – Wikipedia

Wanneer 'n stelsel ontwerp is wat in 'n beweging deur 'n vloeibare stof vloei, is daardie tydsleur die beste vir meting vir die stelsel of bereken die weerstand deur 'n simulasie. Sleepkoëffisiënt is dikwels nuttig om die data terug te keer vir 'n spesifieke analitiese model.

Die enigste probleem wat tydens hierdie proses ontstaan, is dat een model nie geskik is om alle tipe bewegingsvloei in vloeibare stof in die oorgangsgebied en vir beide regimes af te lei nie.

In plaas van spesifieke praktyk word gebruik om data te meet en gesimuleerde om modelle in elke vloeitipe regime te bereken en daarna volg waar die modelle sny om die oorgangsgebied te bereken.

Nou gaan ons die voorbeelde en die C bespreekf uitdrukking word oorweeg vir beide drukweerstand en velwrywingsweerstand.

Laminêre voorbeeld:-

Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer teenoor Reynolds nommer vir laminêre vloei geskryf kan word as,

Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer teenoor Reynolds-getal vir laminêre vloei vergelyking pas perfek by 'n wye reeks Reynolds-getalle in 'n geslote stelsel van geometrieë. Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer vs. Reynolds-getal vir laminêre vloeivergelyking is nie geskik vir Reynolds-getal met 'n lae sleurstroom wat minder as 36 kan wees nie, veral vir onsamedrukbare of baie naby aan onsamedrukbare vloei.

In die onsamedrukbare of baie naby aan onsamedrukbare vloei kan ons waarneem dat sleepkoëffisiënt naby aan lineêre funksie van die snelheid is.

Onstuimige voorbeeld:-

Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer teenoor Reynolds-getal vir turbulente kan geskryf word as,

Sleepkoëffisiënt van 'n sfeer teenoor Reynolds-getal vir onstuimige vloei vergelyking pas perfek by 'n een eenvoudige reeks Reynolds-getalle in 'n geslote stelsel van geometrieë.

Sleepkragkoëffisiënt van sfeer:

Die meeste studies van die sleepkragkoëffisiënt is vir bolvormige materie van die liggaam.

Wanneer 'n bolvormige liggaam in vaste toestand met die vloeistof interaksie het, word daardie tydsleepkragkoëffisiënt op die bolvormige vaste stof geproduseer. Sleepkragkoëffisiënt van sfeermaterie word nie deur enige tipe kragveld geproduseer nie.

Gereelde vrae:-

Vraag: -

Skryf oor Velwrywingsweerstandkoëffisiënt.

Oplossing: -. Velwrywing-sleerkoëffisiënt is fisiese parameter wat dimensielose velskuifspanning is. Dit is hoofsaaklik dimensieloos vanweë die dinamiese druk wat deur die vrye stroom op die saak uitgeoefen word.

Velwrywing-sleepskoëffisiëntformule is,

waar,

Cf = Velwrywingskoëffisiënt

Tw= Velskuifspanning wat in die oppervlakvlak van die liggaam toegepas word

v = Vrystroomspoed vir die snelheid van die liggaam

ρ = Vrystroomspoed vir digtheid van die liggaam

1/2ρ v2 ≡ q = Gratis stroom dinamiese druk vir die kern van die saak

Verwantskap met die Reynolds-getal en die Velwrywing-weerstandkoëffisiënt is indirek eweredig aan mekaar. Beteken dat as die Reynolds-getal toeneem, dan neem die velwrywing-weerstandkoëffisiënt af en as die Reynolds-getal afneem, neem die velwrywingsweerstandskoëffisiënt toe.

Beeld – Velwrywingsleer;
Beeldkrediet – Wikimedia Commons

Laminêre vloei:-

waar,

Rex = ρ vx/μ Stel die Reynolds-getal voor

x = Stel die afstand veral vanaf die punt van die verwysing voor waar die grenslae begin word.

Oorgangsvloei:-

[latex]u^+ = \int_{0}^{Y+} \frac{2(1 + K_3_y^+)}{1 + [1 + 4(K_1_y^+)^2 (1 + K_3_y^+)( 1 – exp(- y^+ \sqrt{1 +K_3_y^+/K_2})^2]^0^.^5} dy^+[/latex]

waar,

y = Stel die afstand vanaf die muur voor

u = Die spoed vir die vloeistof wat in 'n beweging vloei en gegee as y

K1 = Karman Konstante

Die waarde van Karman Konstante is laer as die 0.41 en Karman Konstante is die waarde vir oorgangsgrenslaag en turbulente grenslaag

K2= Van Driest konstante

K3= Druk parameter

p = Druk

x = Die koördinaat langs 'n oppervlak waar 'n grenslae vorm

Turbulente vloei:-

Vraag: -

Riva ry daagliks met haar motor Kolkata na Durgapur. Wanneer Riva daardie tyd met haar motor bestuur is die spoed van die motor ongeveer 90 kilometer per uur en daardie tyd is die sleurkoëffisiënt 0.35. Die deursnee-oppervlakte vir die motor is 6 vierkante meter.

Bepaal nou die hoeveelheid sleepkrag.

Oplossing: - Gegewe data is,

Snelheid van die motor = 90 kilometer per uur

Sleepkoëffisiënt van die motor = 0.35

Deursnitoppervlakte van die motor = 6 vierkante meter

Digtheid van die vloeistof van die motor = 1.2 kilogram per kubieke meter

Ons weet almal dat die snelheid van die lug 1.2 kilogram per kubieke meter is

Toegepaste sleepkragformule,

waar,

D = Druksleepkrag

Cd= Druksleepkoëffisiënt

ρ = Digtheid

 v = Snelheid

 A = Verwysingsarea

D = 0.35 * 1.2 * 8100 * 6 /2 * 3600

D = 2.8 Newton

Riva ry daagliks met haar motor Kolkata na Durgapur. Wanneer Riva daardie tyd met haar motor bestuur is die spoed van die motor ongeveer 90 kilometer per uur en daardie tyd is die sleurkoëffisiënt 0.35. Die deursnee-oppervlakte vir die motor is 6 vierkante meter.

Die hoeveelheid sleepkrag 2.8 Newton

Vraag: -

'n Vliegtuig beweeg daagliks Mumbai na Katakana. Wanneer die vliegtuig daardie tyd beweeg, is die spoed van die vliegtuig ongeveer 750 kilometer per uur en daardie tyd is die sleepkoëffisiënt 0.30. Die deursnee-oppervlakte van die motor is 115 vierkante meter.

Bepaal nou die hoeveelheid sleepkrag vir die vliegtuig.

Oplossing: - Gegewe data is,

Snelheid van die vliegtuig = 750 kilometer per uur

Sleepkoëffisiënt van die vlak = 0.30

Deursnitoppervlakte van die vlak = 115 vierkante meter

Digtheid van die vloeistof van die vliegtuig = 1.2 kilogram per kubieke meter

Ons weet almal dat die snelheid van die lug 1.2 kilogram per kubieke meter is

Toegepaste sleepkragformule,

D = Cd * ρ * A/2

waar,

D = Druksleepkrag

Cd = Druksleepkoëffisiënt

ρ = Digtheid

 v = Snelheid

 A = Verwysingsarea

D = 3234 Newton

'n Vliegtuig beweeg daagliks Mumbai na Katakana. Wanneer die vliegtuig daardie tyd beweeg, is die spoed van die vliegtuig ongeveer 750 kilometer per uur en daardie tyd is die sleepkoëffisiënt 0.30. Die deursnee-oppervlakte van die motor is 115 vierkante meter.

Die hoeveelheid sleepkrag vir die vliegtuig is 3234 Newton

Vraag: -

Wat is die verwantskap tussen sleep en Reynolds-nommer?

Oplossing: - Die verhouding tussen sleep en Reynolds-getal is direk eweredig aan mekaar. Beteken dat as die weerstand toeneem, dan neem Reynold se getal ook toe en as die sleur afneem, neem Reynold se getal ook af.

Wanneer Reynolds getal toeneem, neem die viskose kragte af relatief tot die interne kragte, sodat die skeidingspunt in opwaartse rigting na die ewenaar beweeg.

Indrani Banerjee

Hi..Ek is Indrani Banerjee. Ek het my baccalaureusgraad in meganiese ingenieurswese voltooi. Ek is 'n entoesiastiese mens en ek is 'n persoon wat positief is oor elke aspek van die lewe. Ek lees graag Boeke en luister na musiek. Kom ons koppel deur LinkedIn-https://www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

Onlangse plasings