ÌÑíÇä ÇáãæÇÆÚ Fluid Flow ÇáÌÒÁ ÇáÃæá

**Esam** · 06-30-2012, 09:18 PM

íãßä ÊÞÓíã ÇáãæÇÏ ÇáãæÌæÏÉ Çáì äæÚíä :
1. ÇáãæÇÏ ÇáÕáÈÉ Solid Matters.
2. ÇáãæÇÏ ÇáãÇÆÚÉ Fluid Matters.

ÃãÇ ÇáãæÇÏ ÇáãÇÆÚÉ ÝÊÞÓã Çáì ÞÓãíä åãÇ:
1. ÇáãæÇÏ ÇáÓÇÆáÉ Liquid Matters.
2. ÇáãæÇÏ ÇáãÇÆÚÉ Gaseous Matters. Ãä æÌæÏ ÇáãæÇÏ Ýí Ãí ãä ÇáÍÇáÇÊ ÇáãÐßæÑÉ ÃÚáÇå ææÌæÏ ÇáÊÔÇÈå Ãæ ÚÏã æÌæÏå ÈíäåãÇ íÚæÏ ÈÕæÑÉ ÚÇãÉ Çáì äÔÇØ Activity æÊÑßíÈ Structure ÇáÌÒíÆÇÊ ááãÇÏÉ æíÚÊãÏ ÃíÖÇð Úáì ÇáãÓÇÝÉ Èíä åÐå ÇáÌÒíÆÇÊ ¡ ÝÝí ÇáãæÇÏ ÇáÛÇÒíÉ Êßæä ÇáãÓÇÝÉ Èíä ÇáÌÒíÆÇÊ ßÈíÑÉ äÓÈíÇð Çáì ÍÌãåÇ æÊÕÈÍ ÕÛíÑÉ Ýí ÇáãæÇÏ ÇáÕáÈÉ æÇáÓÇÆáÉ æÃä äÔÇØ ÌÒíÆÇÊ ÇáÛÇÒ ÃßÈÑ ÅÐÇ ãÇ ÞæÑä ÈäÔÇØ ÌÒíÆÇÊ ÇáãæÇÏ ÇáÕáÈÉ æÇáÓÇÆáÉ æÚáíå äÑì ÇáÊãÇÓß Èíä ÌÒíÆÇÊ ÇáãæÇÏ ÇáÕáÈÉ ßÈíÑÉ ¡ æÍÑßÉ ÇáÌÒíÆÇÊ äÓÈÉ ð áÈÚÖåÇ ÇáÈÚÖ ãÚÏæãÉ ÊÞÑíÈÇð.
æÊÒÏÇÏ ÇáÍÑßÉ Èíä ÇáÌÒíÆÇÊ æíÞá ÊãÇÓßåÇ äÓÈíÇð Ýí ÇáãæÇÏ ÇáÓÇÆáÉ ÈíäãÇ äÌÏ ÍÑßÉ ÌÒíÆÇÊ ÇáãæÇÏ ÇáÛÇÒíÉ ßÈíÑÉ æÊãÇÓßåÇ Þáíá ¡ áÐÇ äÑì ÇáÛÇÒÇÊ ÊãáÃ ÇáæÚÇÁ ÇáÐí íÍæíåÇ æáßä ÇáÓÇÆá íãáÃ ÌÒÁÇð ãä ÇáæÚÇÁ æíÃÎÐ Ôßáå æíßæä áå ÓØÍ ãÓÊæ ÍÑ æíÝÑÖ ÚÇÏÉ ð ÚÏã æÌæÏ ÝÑÇÛÇÊ ÏÇÎá åÐÇ ÇáÍÌã æÊßæä åÐå ÇáÝÑÖíÉ ãÞÈæáÉ Ýí ÇáÊÍáíáÇÊ ÇáãÎÊáÝÉ.
æÇáãæÇÏ ÇáÕáÈÉ ÊÊãíÒ ÈÇáãÑæäÉ Ãí áåÇ ÇáÞÇÈáíÉ Úáì ÇáÃäÖÛÇØ ÃãÇ ÇáÓæÇÆá ÝÃä ÞÇÈáíÊåÇ ÇáÃäÖÛÇØíÉ Compressibility ÞáíáÉ äÇÊÌÉ Úä ÇáÊãÇÓß Èíä ÌÒíÆÇÊåÇ ¡ æãÇ íãíÒ ÇáãæÇÆÚ Úä ÇáãæÇÏ ÇáÕáÈÉ ÃäåÇ áÇ ÊÞÇæã ÃÌåÇÏ ÇáÞÕ Shear Stress ãåãÇ ßÇä ÕÛíÑÇð ÚäÏãÇ íßæä Ýí ÍÇáÉ ÇáÓßæä áÃäå íäÍÑÝ æíÍÕá ÇáÌÑíÇä Flow áÐáß íãßä Ãä äÚÑøÝ ÇáãÇÆÚ:
ÇáÌÓã ÇáÐí íÊÛíÑ Ôßáå æíäÍÑÝ ÈÃÞá ÞÏÑ ãä ÞæÉ ÇáÞÕ æíÓÊãÑ ÈÇáÊÍÑÝ ãÇ ÏÇãÊ ÞæÉ ÇáÞÕ æÇÞÚÉ Úáíå ¡ áÐáß ÝÇáãÇÆÚ Ýí ÍÇáÉ ÇáÓßæä áÇ íßæä Ýíå Þæì ÞÕ æÃä Çí ÞæÉ æÇÞÚÉ Úáì Ãí ÓØÍ ÍÞíÞí Ãæ æåãí ãä ãÇÆÚ ÈÍÇáÉ ÑßæÏ áÇ ÈÏ Ãä Êßæä ÚãæÏíÉ áÐáß ÇáÓØÍ æÅÐÇ áã Êßä ßÐáß ßÇäÊ áåÇ ãÍÕáÊÇä ÃÍÏÇåãÇ ÚãæÏíÉ æÇáÃÎÑì ãæÇÒíÉ áå ¡ ÚäÏ Ðáß ÊÓÈÈ ÇáãÍÕáÉ ÇáãæÇÒíÉ ÞÕÇð íäÊÌ Úäå ÍÑßÉ ÊÊäÇÝì Ýí ÍÇáÉ ÇáÑßæÏ ÇáãÝÊÑÖÉ æãä ããíÒÇÊ ÇáãÇÆÚ ÞÇÈáíÊå Úáì äÞá ÇáÖÛØ ÇáæÇÞÚ Úáíå Çáì ÌãíÚ äÞÇØå æÝí ÌãíÚ ÇáÃÊÌÇåÇÊ ÈÇáÊÓÇæí. æßÐáß íÞÈá ÇáÃäÖÛÇØíÉ æáßäå áÇ íÊÍãá ÇáÔÏ ÅáÇ ÈÞÏÑ ÖÆíá ÌÏÇð.
ÎæÇÕ ÇáãæÇÆÚ :
æÊØáÞ Úáì ÇáÕÝÇÊ ÇáËÇÈÊÉ Ýí ÇáãæÇÆÚ ÇáÊí áÇ ÊÊÛíÑ Ýí ÇáÃÍæÇá ÇáÃÚÊíÇÏíÉ ãä äÞØÉ Çáì ÃÎÑì æãä Ííä áÂÎÑ æÊÔãá:
1. ÇáßËÇÝÉ ÇáßÊáíÉ MassDensity :
æåí ßÊáÉ æÍÏÉ ÇáÍÌæã ¡ ææÍÏÇÊåÇ ÇáÃÓÇÓíÉ ÈÇáäÙÇã ÇáÝÑäÓí åí (ßÛã/ã3) ¡ æÇáßËÇÝÉ ÇáßÊáíÉ ááÌÓã áÇ ÊÊÛíÑ ÈÊÛííÑ ÇáäÙÇã ÇáÌÇäÈí æÊÈÞì ËÇÈÊÉ Ýí ÍÇá ËÈæÊ ÏÑÌÉ ÇáÍÑÇÑÉ æÇáÖÛØ ¡ æÊÏÚì ÈÇáßËÇÝÉ ÃÎÊÕÇÑÇð. æíÑãÒ áåÇ ÈÜ (ρ).
2. ÇáßËÇÝÉ ÇáæÒäíÉ Weight Density :
æåí æÒä æÍÏÉ ÇáÍÌæã ¡ Ãí ÞæÉ ÇáÌÐÈ ÇáÃÑÖí ¡ ææÍÏÉ ÞíÇÓåÇ (äíæÊä/ã2) æíÑãÒ áåÇ ÈÜ (ץ) ¡ æÊÊÛíÑ ÈÊÛíÑ ÇáäÙÇã ÇáÌÇÐÈí Gravitational System æíãßä ÇáÊÚÈíÑ Úä ÇáÚáÇÞÉ Èíä ÇáßËÇÝÊíä ÈÇáãÚÇÏáÉ:

ץ = ρ. g

3. ÇáßËÇÝÉ ÇáäÓÈíÉ RelativeDensity :
åí ÇáäÓÈÉ Èíä ßËÇÝÉ ÇáãÇÏÉ æßËÇÝÉ ÇáãÇÁ Ýí ÏÑÌÉ ÍÑÇÑÉ 4 ãÆæíÉ ÍíË íÈáÛ ÇáãÇÁ ßËÇÝÊå ÇáÚÙãì ÊÍÊ ÇáÖÛØ ÇáÌæí ÇáÇÚÊíÇÏí.

4. ÇáÍÌã ÇáäæÚí Specific Volume :
æåæ ãÞáæÈ ÇáßËÇÝÉ ÇáßÊáíÉ (ÍÌã / ßÊáÉ) ææÍÏÇÊåÇ ã3/ßÛã ¡ æíÑãÒ áå ÈÇáÍÑÝ (V).

5. ÇáÇäÖÛÇØíÉ Compressibility : åí ÞÇÈáíÉ ÍÌã ÇáãÇÆÚ ááÊÛíÑ ÈÊÃËíÑ ÇáÞæì ÇáÎÇÑÌíÉ ÇáæÇÞÚÉ Úáíå.
ÝÇáÓÇÆá áíÓ áå ÇáÞÇÈáíÉ Úáì ÇáÃäÖÛÇØíÉ Incompressible fluid ¡ ÃãÇ ÇáÛÇÒ Ýáå ÇáÞÇÈáíÉ Úáì ÇáÃäÖÛÇØ æÊÛííÑ ÍÌãå Compressible Fluid æÇáÓÈÈ íÚæÏ
Çáì ÇáãÓÇÝÇÊ ÇáãæÌæÏÉ Èíä ÌÒíÆÇÊ ÇáãÇÆÚ äÝÓå.

6. ÇááÒæÌÉ Viscosity :
åí ÇáãÞÇæãÉ ÇáÊí ÊÈÏíåÇ ØÈÞÇÊ ÇáãÇÆÚ Çáì ÇáÞæÉ ÇáÞÕíÉ Shear Stress ¡ Ãä ÌãíÚ ÇáãæÇÆÚ Ýí ÇáØÈíÚÉ áåÇ áÒæÌÉ äÇÊÌÉ ãä ÊãÇÓß ÌÒíÆÇÊåÇ æãä ÊÈÇÏá ÇáÒÎã Èíä
ØÈÞÇÊ ÇáãÇÆÚ ÇáãÎÊáÝÉ ÇáÃÑÊÝÇÚÇÊ æåÐå ÇáãæÇÆÚ ÊÓãì ÈÇáãæÇÆÚ ÇáÍÞíÞíÉ Ãæ ÇáãæÇÆÚ ÇáãÎÊáÝÉ ÇáÃÑÊÝÇÚÇÊ æåÐå ÇáãæÇÆÚ ÊÓãì ÈÇáãæÇÆÚ ÇáÍÞíÞíÉ Ãæ ÇáãæÇÆÚ ÇááÒÌÉ
Viscous Fluids ÍíË íßæä Èíä ØÈÞÇÊåÇ ÃÍÊßÇß ÚäÏ ÇáÌÑíÇä æÝíåÇ ÊÍÕá ÍÇáÊÇä ááÌÑíÇä:
(1) ÇáÌÑíÇä ÇáåÇÏíÁ Ãæ ÇáØÈÞí Laminar Flow : æÝíå áÇ íÍÏË ÃãÊÒÇÌ.
(2) ÇáÌÑíÇä ÇáãÖØÑÈ Turbulent Flow : æÝíå íÍÏË ÃãÊÒÇÌ ÏæÇãí Èíä ØÈÞÇÊ ÇáãÇÆÚ.
ÃãÇ ÇáãæÇÆÚ ÇáãËÇáíÉ Ideal Fluids ÝáíÓ áåÇ áÒæÌÉ Ýåí ÛíÑ ãæÌæÏÉ Ýí ÇáØÈíÚÉ ÅáÇ Ãä ÞÓãÇð ãä ÇáãæÇÆÚ áÒæÌÊåÇ ÕÛíÑÉ ÌÏÇð áÏÑÌÉ ÃäåÇ Êåãá Ýí ÇáÍÓÇÈÇÊ
æÇááÒæÌÉ Úáì ÃäæÇÚ:

Ã. ÇááÒæÌÉ ÇáÏíäÇãíßíÉ Dynamic Viscosity: ÊÚÑøÝ ÈÃäåÇ ÇáäÓÈÉ Èíä ÃÌåÇÏ ÇáÞÕ J æãäÍÏÑ ÇáÓÑÚÉ (ÊÛíÑ ÇáÓÑÚÉ/ ÊÛíÑ ÇáãÓÇÝÉ) ¡ æÊÞÇÓ ÈÜ (ÈæíÒ Poise)
ÍíË Ãä:

Poise = gm/m.sec

È. ÇááÒæÌÉ ÇáßíäãÇÊíßíÉ Kinamatic Viscosity :äÓÈÉ ÇááÒæÌÉ ÇáÏíäÇãíßíÉ / ÇáßËÇÝÉ ÇáßÊáíÉ æÊÞÇÓ ÈÜ(ÓÊæß Stock = cm2/sec) æíÑãÒ áåÇ ÈÇáÑãÒ (ʯ) æßãÇ íáí:

ʯ = Dynamic Viscosity / ρ

Ãä ÇááÒæÌÉ åí ÇáÃÓÇÓ Ýí ãÞÇÑäÉ ÇáãæÇÆÚ ¡ æáÏÑÌÉ ÇáÍÑÇÑÉ ÃËÑ ßÈíÑ Ýí ÊÛíÑ ÞíãÉ ÇááÒæÌÉ áÃä áÒæÌÊåÇ ÊÎÊáÝ ÈÃÎÊáÇÝ ÏÑÌÉ ÇáÍÑÇÑÉ æÇáÓÈÈ íÚæÏ Çáì ØÈíÚÉ ÇááÒæÌÉ ÇáäÇÊÌÉ ãä ÊãÇÓß ÇáÌÒíÆÇÊ ÈÚÖåÇ ÈÈÚÖ æãä ÊÈÇÏá ÇáÒÎã Èíä ØÈÞÇÊ ÇáãÇÆÚ ÇáãÎÊáÝÉ ÇáÃÑÊÝÇÚÇÊ ÝÚäÏ ÃÑÊÝÇÚ ÏÑÌÇÊ ÇáÍÑÇÑÉ íÒÏÇÏ ÊÈÇÏá ÇáÒÎã Èíä ÇáØÈÞÇÊ ÈäÓÈÉ ÃßÈÑ ãä ÇáäÞÕÇä ÇáÍÇÕá ãä ÊãÇÓß ÇáÌÒíÆÇÊ æíÍÕá ÇáÚßÓ Ýí ÇáÓæÇÆá áÐáß äÑì ÃäÎÝÇÖ ÇááÒæÌÉ ÚäÏ ÃÑÊÝÇÚ ÏÑÌÉ ÇáÍÑÇÑÉ ÊÞá ÇááÒæÌÉ Ýí ÇáÓæÇÆá æÊÒíÏ Ýí ÇáÛÇÒÇÊ.

ÃãÇ ÇáßãíÇÊ ÇáÊí ÊÊÛíÑ ãä äÞØÉ Çáì ÇÎÑì Ãæ ãä Ííä Çáì ÂÎÑ æåÐå ÊØáÞ Úáì ÎæÇÕ ÇáÌÑíÇä ¡ æãäåÇ:

1 . ÇáÓÑÚÉ Velocity : æåí ßãíÉ ãæÌåÉ Ãí Ãä áåÇ ãÞÏÇÑÇð æÃÊÌÇåÇð æÊÚÑÝ Úáì ÃäåÇ ãÚÏá ÇáãÓÇÝÉ ÇáãÒÇÍÉ ÈÇáäÓÈÉ ááÒãä ææÍÏÉ ÞíÇÓåÇ m/sec . Ãí Ãä ÃÈÚÇÏåÇ ãÊÑ
Úáì ËÇäíÉ.

2 . ÇáÖÛØ Pressure : æåæ ÇáÞæÉ ãÞÓæãÉ Úáì ÇáãÓÇÍÉ ææÍÏÉ ÞíÇÓå ÇáäíæÊä Úáì ÇáãÊÑ ÇáãÑÈÚ N/m2 Ãæ ÇáÈÇÓßÇá Pascal æíÑãÒ áåÇ Pa ¡ æíæÌÏ ÇáÖÛØ Ýí
ÌãíÚ äÞÇØ ÇáãÇÆÚ ÊÍÊ ÖÛØ ÓæÇÁ ÃßÇä ÇáãÇÆÚ Ýí ÍÇáÉ Óßæä Ãæ ãÇÆÚ ¡ æÇáÖÛæØ ßãíÉ ÛíÑ ãæÌåÉ áæÞæÚå ãä ÌãíÚ ÇáÌåÇÊ Úáì äÞØÉ Ýí ÇáãÇÆÚ.

3 . ÇáÞÕ Shear : æåæ ÇáÃÌåÇÏ ÇáäÇÊÌ Úä ÞæÉ ÊÓÈÈ ÇáÃäÒáÇÞ Ýí ÌÒÁ ãä ÇáãÇÆÚ ÈÇáäÓÈÉ Çáì ÌÒÁ ÂÎÑ ãäå ÈÃÊÌÇå ãæÇÒ áÓØÍ ÊãÇÓåãÇ Ýåæ ßãíÉ ãæÌåÉ áåÇ ¡ ãÞÏÇÑ
æÃÊÌÇåå ÎáÇÝÇð ááÖÛØ æíÓÇæí ÇáÞÕ ÞæÉ ÇáÞÕ Çáßáí ãÞÓæãÇð Úáì ÇáãÓÇÍÉ ææÍÏÉ ÞíÇÓå N/m2 Ãí ÇáÈÇÓßÇá.

4 . ÇáÊÕÑíÝ Discharge : æåæ ßãíÉ ÇáãÇÆÚ ÇáÌÇÑí Ýí æÍÏÉ ÇáÒãä ÚÈÑ ÇáãÞØÚ Ýí ãÌÑì æíÞÇÓ Ýí ÇáãæÇÆÚ ÇáãäÖÛØÉ ßÇáåæÇÁ æÇáÛÇÒÇÊ ÈÇáÞæÉ (ÇáËÞá Ýí æÍÏÉ
ÇáÒãä) ÝÊßæä æÍÏÉ ÞíÇÓå N/sec ¡ ÃãÇ Ýí ÇáÓæÇÆá ãËá ÇáãÇÁ ÝíÞÇÓ ÈÇáÍÌã Ýí æÍÏÉ ÇáÒãä ææÍÏÉ ÞíÇÓå ã3/ËÇäíÉ ¡ æåæ ßãíÉ ÛíÑ ãæÌåÉ æÊÞÇÓ ÈãÞÏÇÑåÇ ÝÞØ.

5 . ÇáÞæÉ Force : æåí ßá ãÇ íäÊÌ Ãæ íÍÇæá Ãä íäÊÌ Ãæ íæÞÝ Ãæ íÛíÑ ÍÑßÊå æåí ßãíÉ ãæÌåÉ ææÍÏÇÊåÇ ÇáäíæÊä N ¡ æÞÏ ÊÓÊÚãá ãÚåÇ æÍÏÉ ÇáÏÇíä Dyne æåí
ÌÒÁ ãä 100 ÃáÝ ÌÒÁ ãä ÇáäíæÊä.

6 . ÇáÒãä Time : æåæ ÇáãÏÉ Èíä áÍÙÊíä æíÑãÒ áå ÈÇáÍÑÝ t æåæ ßãíÉ ÛíÑ ãæÌåÉ ææÍÏÊå ÇáÃÓÇÓíÉ åí ÇáËÇäíÉ sec .