व्हेंचुरी परिणाम: चाल वाढे, दाब घसरे
1 · अनुमान
पाणी मध्यें अरुंद होणाऱ्या नळीतून वाहते, शेवटाला बोट ठेवलेल्या बागेच्या नळीसारखे. अरुंद भागात पाण्याचे दाब काय होते?
- अरुंद भागात दाब वाढतो कारण पाणी जास्त संपीडित होते.
- अरुंद भागात दाब घसरतो कारण पाणी जलद होते.
- सर्वत्र दाब तसाच — फक्त चाल बदलते.
2 · मांडणी
- फ्लुइड-व्हेंचुरी प्रीसेट उघडा व पुन्हा सेट दाबा. पाणी रुंद भाग (A₁) व अरुंद घसट (A₂) असलेल्या नळीतून स्थिरपणे वाहते.
- घसट-चाल व दाब-घसरण वाचने सुरू करा.
- प्रत्येक फेरीसाठी रुंद-भाग क्षेत्रफळ, घसट क्षेत्रफळ व प्रवेश-चाल निश्चित करा, व घसट-चाल व दाब-घसरण वाचने नोंदवा.
3 · डेटा गोळा करा
| रुंद-भाग क्षेत्रफळ A₁ (m²) | गळ क्षेत्रफळ A₂ (m²) | प्रवेश चाल v₁ (m/s) | गळ चाल v₂ (m/s) | दाब-बदल ΔP = P₂ − P₁ (kPa) |
|---|---|---|---|---|
| 4.00e-4 | 1.00e-4 | 2.00 | ||
| 4.00e-4 | 1.00e-4 | 3.00 | ||
| 4.00e-4 | 2.00e-4 | 4.00 |
तुमच्या तीन फेर्यांसाठी दाब-बदल ΔP (y-अक्ष) विरुद्ध घसट-चाल v₂ (x-अक्ष) काढा.
4 · विश्लेषण
- एका फेरीसाठी सातत्यातून v₂ = A₁v₁/A₂ काढा, मग बर्नोलीच्या समीकरणातून ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²). दोन्ही वाचनांशी तुलना करा — ΔP ऋण येतो, जो 'घसटीत दाब पडला' याचे चिन्हांकित संख्येतील रूप.
- ऊर्जा संवरकतेच्या दृष्टीने, आडव्या नळीत द्रवाची चाल जिथे वाढते तिथे त्याचा दाब का पडतो ते स्पष्ट करा.
5 · विस्तार
- कार्ब्युरेटर व परफ्यूम ॲटमायझर व्हेंचुरी परिणामाने अरुंद घसटीत दुसरा द्रव आत ओढतात. तुमच्या दाब-बदल डेटाने, तिथला कमी-दाब प्रदेश बाजूच्या नळीतून द्रव वर का ओढू शकतो ते स्पष्ट करा.
- फ्लुइड-विंग प्रयोग पाण्याऐवजी हवेसह हेच सातत्य + बर्नोली मॉडेल वापरतो. त्याच चालींना व क्षेत्रफळांना दाबांतर जास्त की कमी असेल असे वाटते? का?
या प्रयोगामागील भौतिकशास्त्र
सातत्य समीकरण
नळीतील असंपीड्य द्रवासाठी प्रवाह-दर (क्षेत्रफळ × चाल) नळीभर समान असावा लागतो: A₁v₁ = A₂v₂. नळी अरुंद केल्यावर द्रव जलद होऊ लागतो.
बर्नोलीचे समीकरण
आडव्या प्रवाह-रेषेसह, द्रवाचा दाब + प्रति-घनफळ गतिज ऊर्जा स्थिर राहते: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². चाल जिथे वाढते, दाब तिथे भरून काढण्यासाठी घसरतो.