வென்ச்சூரி விளைவு: வேகம் ஏற, அழுத்தம் இறங்கும்
1 · கணிப்பு
நீர், இடையில் சுருங்கும் ஒரு குழாய் வழியாக ஓடுகிறது, நீங்கள் தண்ணீர் விடும் குழாயின் முனையை கட்டைவிரலால் அடைப்பதைப் போல. குறுகிய பகுதியில் நீரின் அழுத்தத்திற்கு என்ன நடக்கிறது?
- நீர் அதிகமாக அழுத்தப்படுவதால், குறுகிய பகுதியில் அழுத்தம் அதிகரிக்கும்.
- நீர் வேகமாவதால், குறுகிய பகுதியில் அழுத்தம் குறையும்.
- வேகம் மட்டுமே மாறும் — அழுத்தம் முழுவதும் அப்படியே.
2 · அமைப்பு
- fluid-venturi முன்னமைப்பைத் திறந்து மீட்டமையை அழுத்துங்கள். நீர், அகன்ற பகுதி (A₁) மற்றும் குறுகிய தொண்டை (A₂) கொண்ட குழாய் வழியாக நிலையாக ஓடுகிறது.
- தொண்டை-வேகம் மற்றும் அழுத்த-வீழ்ச்சி வாசிப்புகளை இயக்குங்கள்.
- ஒவ்வொரு முயற்சிக்கும் அகன்ற-பகுதி பரப்பு, தொண்டை பரப்பு, மற்றும் உள்ளீட்டு வேகத்தை அமைத்து, தொண்டை வேகம் மற்றும் அழுத்த-வீழ்ச்சி வாசிப்புகளைப் பதிவு செய்யுங்கள்.
3 · தரவு சேகரி
| அகன்ற-பகுதி பரப்பு A₁ (m²) | தொண்டை பரப்பு A₂ (m²) | உள்ளீட்டு வேகம் v₁ (m/s) | தொண்டை வேகம் v₂ (m/s) | அழுத்த மாற்றம் 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 |
உங்கள் மூன்று முயற்சிகளுக்கும், தொண்டை வேகம் v₂ (x-அச்சு) எதிராக அழுத்த மாற்றம் ΔP (y-அச்சு)-ஐ வரையுங்கள்.
4 · பகுப்பாய்வு
- ஒரு முயற்சிக்கு, தொடர்ச்சியிலிருந்து v₂ = A₁v₁/A₂, பின்னர் பெர்னோலி சமன்பாட்டிலிருந்து ΔP = P₂ − P₁ = ½ρ(v₁² − v₂²) கணக்கிடுங்கள். இரண்டையும் வாசிப்புகளுடன் ஒப்பிடுங்கள் — ΔP எதிர்மறையாக வருகிறது, கையொப்பமிடப்பட்ட எண்ணாக, 'தொண்டையில் அழுத்தம் வீழ்ந்தது' எப்படி தெரியும் என்பது இதுவே.
- ஆற்றல் அழிவின்மையின் அடிப்படையில், ஒரு கிடைமட்ட குழாயில், ஒரு பாய்மத்தின் வேகம் அதிகரிக்கும் இடத்தில், அதன் அழுத்தம் ஏன் கட்டாயம் குறைய வேண்டும் என்று விளக்குங்கள்.
5 · நீட்டிப்பு
- கார்பரேட்டர்கள் மற்றும் வாசனைத் தெளிப்பான்கள், குறுகிய தொண்டையில் இரண்டாவது பாய்மத்தை இழுக்க வென்ச்சூரி விளைவைப் பயன்படுத்துகின்றன. உங்கள் அழுத்த-மாற்ற தரவைப் பயன்படுத்தி, அங்கே உள்ள குறைந்த-அழுத்தப் பகுதி, ஒரு பக்கக் குழாய் வழியாக திரவத்தை மேல்நோக்கி இழுக்க முடிவது ஏன் என்று விளக்குங்கள்.
- fluid-wing சோதனை, இதே தொடர்ச்சி + பெர்னோலி மாதிரியை, நீருக்குப் பதிலாக காற்றுடன் பயன்படுத்துகிறது. அதே வேகங்கள் மற்றும் பரப்புகளுக்கு, அழுத்த வேறுபாடு பெரியதா சிறியதா இருக்கும் என்று எதிர்பார்க்கிறீர்கள்? ஏன்?
இந்த சோதனையின் பின்னணி இயற்பியல்
தொடர்ச்சி சமன்பாடு
ஒரு குழாயில் உள்ள அழுத்தம் குறையாத பாய்மத்திற்கு, ஓட்ட விகிதம் (பரப்பு × வேகம்), குழாய் முழுவதும் ஒன்றே ஆக வேண்டும்: A₁v₁ = A₂v₂. குழாயை குறுக்குவது, பாய்மத்தை வேகமாக கட்டாயப்படுத்துகிறது.
பெர்னோலி சமன்பாடு
ஒரு கிடைமட்ட ஓட்டக் கோட்டின் வழியாக, ஒரு பாய்மத்தின் அழுத்தமும் அதன் ஒரு-அலகு-கன-அளவு இயக்க ஆற்றலும் சேர்ந்து மாறிலியாக இருக்கும்: P₁ + ½ρv₁² = P₂ + ½ρv₂². வேகம் அதிகரிக்கும் இடத்தில், ஈடுகட்ட அழுத்தம் குறைய வேண்டும்.