द्रव यांत्रिकी के मूल सिद्धांत: 9 महत्वपूर्ण अवधारणाएं

द्रव यांत्रिकी क्या है?

द्रव यांत्रिकी को उनके भौतिक व्यवहार, शासी कानूनों, विभिन्न ऊर्जाओं के कार्यों और विभिन्न प्रवाह पैटर्न के लिए द्रव और द्रव प्रणालियों के अध्ययन के रूप में विस्तृत किया जा सकता है।

द्रव को दो प्रकारों में विभाजित किया जाता है:

1. तरल
2. गैस

द्रव यांत्रिकी इंजीनियरिंग का विषय है जो कई इंजीनियरिंग अनुशासन में उपयोगी होगा। मैकेनिकल इंजीनियरिंग, सिविल इंजीनियरिंग, केमिकल इंजीनियरिंग और पर्यावरण इंजीनियरिंग आदि में द्रव मैकेनिक का विषय महत्वपूर्ण है।

यहां तक ​​कि भूविज्ञान, भूभौतिकी, महासागर और नैनो विज्ञान के अध्ययन के लिए भी द्रव यांत्रिकी और द्रव गतिकी के कुछ ज्ञान की आवश्यकता होती है।

यह आपके लिए दिलचस्प है कि तरल यांत्रिकी के कुछ बुनियादी कानून प्राथमिक और माध्यमिक शिक्षा में शामिल हैं, इसलिए यह उम्मीद की जा सकती है कि यह आपके लिए परिचित विषय है।

द्रव यांत्रिकी शाखाएँ क्या हैं?

बलों और ऊर्जा पर आधारित द्रव यांत्रिकी की तीन शाखाएं हैं।

हाइड्रोस्टैटिक:

हाइड्रोस्टैटिक्स को द्रव यांत्रिकी के रूप में परिभाषित किया जा सकता है, जब द्रव या द्रव तत्व आराम से अध्ययन करता है। इसका मतलब है कि कोई द्रव प्रवाह नहीं है। यहाँ नहीं हैं कतरनी तनाव.

हम एक बांध, तालाब आदि जैसे तरल पदार्थों का उदाहरण ले सकते हैं।

बांध हाइड्रोस्टेटिक शाखा का बहुत ज्ञात उदाहरण है। छुट्टियों में आप अपने आस-पास के किसी प्रसिद्ध बांध में गए होंगे।

गतिकी:

किनेमैटिक्स अनुवाद, रोटरी या विरूपण जैसे द्रव गतियों के बारे में द्रव यांत्रिकी का अध्ययन है। याद रखें-> इस अध्ययन में द्रव (द्रव में द्रव) पर बल और ऊर्जा का कोई विचार नहीं है।

यहां, द्रव बह रहा है इसलिए हम नदी, नहर आदि में बहने वाले द्रव का उदाहरण ले सकते हैं।

गतिशीलता:

द्रव गतिकी प्रवाहमान द्रव का पूर्ण अध्ययन है। यह गति में तरल पदार्थ पर वेग, त्वरण, बल और ऊर्जा का अध्ययन करता है।

यहां, प्रवाह द्रव (गति में द्रव) का अध्ययन बलों और ऊर्जा कार्यों पर विचार करके किया जाता है। द्रव गतिशील का उदाहरण डीजल ईंधन इंजेक्टर के अंदर ईंधन प्रवाह, पंप के अंदर तरल प्रवाह, टरबाइन के अंदर द्रव प्रवाह आदि हैं।

द्रव प्रवाह | द्रव प्रवाह क्या है?

जब गैस या तरल एक बिंदु (गंतव्य) से दूसरे बिंदु पर द्रव या यात्रा कर रहा होता है, तो हम इसे द्रव प्रवाह कह सकते हैं।

आइए एक और शब्द में समझते हैं, द्रव की निरंतर विकृति की प्रवृत्ति को तरलता के रूप में जाना जाता है। इस निरंतर विकृति की क्रिया को द्रव प्रवाह के रूप में जाना जाता है।

उदाहरण के लिए हवा का प्रवाह, नदी में प्रवाह, समुद्र में लहरें, पाइपलाइनों में तरल प्रवाह आदि।

द्रव का वर्गीकरण

सामान्य शब्दों में, नीचे दिए गए अनुसार दो प्रकार के द्रव हैं,

1. आदर्श तरल पदार्थ
2. असली तरल पदार्थ

आदर्श द्रव क्या है?

सबसे पहले, इसे ध्यान में रखें "प्रकृति में आदर्श तरल पदार्थ का कोई अस्तित्व नहीं है और यह काल्पनिक तरल पदार्थ है"। व्यावहारिक उद्देश्य में, हम इसकी कम चिपचिपाहट के कारण कई अध्ययनों के लिए पानी और हवा को एक आदर्श तरल पदार्थ के रूप में मान रहे हैं।

पानी असंगत है, इसलिए यह हवा की तुलना में एक आदर्श तरल पदार्थ के करीब है।

आदर्श तरल पदार्थ में निम्नलिखित विशेषताएं होती हैं,

• अपरिमेय
• गैर-चिपचिपा (अदृश्य)
• कोई घर्षण नहीं (घर्षण रहित)
• नहीं सतह तनाव

आदर्श तरल पदार्थ में चिपचिपाहट नहीं होती है। इसका मतलब है कि द्रव में घर्षण मौजूद नहीं है। आदर्श तरल पदार्थ बेहतर विशेषताओं के साथ मानक तरल पदार्थ की हमारी कल्पना है। प्रकृति में, जब भी कोई गति मौजूद होती है तो हमेशा घर्षण प्रतिरोध होता है।

असली तरल पदार्थ क्या है?

प्रकृति के सभी द्रव को वास्तविक माना जा सकता है। आइए देखते हैं क्यों?

यह सबसे व्यावहारिक विशेषताओं के पास है,

• चिपचिपा
• सिकुड़ाया हुआ
• घर्षण
• सतह तनाव

द्रव गतिकी का सिद्धांत

मूल सिद्धांतों के कुछ द्रव गतिविज्ञान आपकी जानकारी के लिए नीचे सूचीबद्ध हैं। हमारे अगले लेखों के बारे में विस्तार से प्रत्येक सिद्धांत का अध्ययन आपको तरल गतिकी की गहराई में ले जाएगा।

• संरक्षण का मास, गति और ऊर्जा
• न्यूटन की चिपचिपाहट का नियम
• निरंतरता के सिद्धांत
• मोमेंटम समीकरण और ऊर्जा
• यूलर का समीकरण
• बर्नौली की प्रमेय
• आर्किमिडीज का सिद्धांत
• पास्कल का नियम
• समानता और मॉडल के कानून
• रेले की विधि और बकिंघम पाई-प्रमेय
• नवीन स्टॉक समीकरण
• रेनॉल्ड और डार्सी समीकरण

ये सिद्धांत तरल यांत्रिकी समस्याओं में उपयोग किए गए विश्लेषण के कई दृष्टिकोण और तकनीकों के बाद से सहायक हैं। यह अच्छी तरह से समझा जाएगा जब आप तरल यांत्रिकी पर वास्तविक समस्याओं को लेकर आएंगे।

द्रव मैकेनिक अनुप्रयोगों

द्रव यांत्रिकी विषय घरेलू के साथ-साथ औद्योगिक में कई अनुप्रयोगों को घेरता है। कुछ अनुप्रयोगों को नीचे सूचीबद्ध किया गया है,

• घरेलू और औद्योगिक में जल वितरण चैनल नेटवर्क और पाइपलाइन।
• हाइड्रॉलिक्स मशीनरी और हाइड्रोलिक संरचनाएं तरल यांत्रिकी के आधार पर डिज़ाइन की जाती हैं। हाइड्रोलिक्स मशीनरी: टर्बाइन, पंप, वाल्व, द्रव कपलिंग, एक्चुएटर आदि।

हाइड्रोलिक संरचनाएं: नहर, बांध, पानी, ओवरहेड टैंक आदि।

• तरल गतिकी के मूलभूत का उपयोग सुपरसोनिक विमान, मिसाइल, गैस टरबाइन, रॉकेट इंजन, टारपीडो, पनडुब्बी आदि को डिजाइन करने के लिए किया जा सकता है।
• पनबिजली, थर्मल (भाप) बिजली, गैस टरबाइन पावर जैसे बिजली संयंत्र द्रव यांत्रिकी का उपयोग करते हैं।

• द्रव यांत्रिकी के दबाव, वेग और प्रवाह माप के माप उपकरणों में व्यापक अनुप्रयोग हैं यंत्र.

दबाव माप: बोरडॉन ट्यूब प्रेशर गेज, वैक्यूम गेज, मैनोमीटर आदि।

वेग और प्रवाह मापने के उपकरण: पिटोट ट्यूब, चालू मीटर, वेंटुरी मीटर, छिद्र मीटर, रोटेटमीटर आदि।

• कुछ वैज्ञानिक विषयों जैसे समुद्र विज्ञान, मौसम विज्ञान, भूविज्ञान आदि में भी तरल गतिकी की आवश्यकता होती है।
• वायवीय और हाइड्रोलिक विभिन्न द्रव नियंत्रण उपकरण
• यहां तक ​​कि अगर हम मानव नस के अंदर बहने वाले रक्त को तरल पदार्थ की गतिशीलता मानते हैं

प्रकृति में, द्रव यांत्रिकी और द्रव गतिशीलता कानूनों द्वारा शासित कई प्रक्रियाएं हैं। उदाहरण: पेड़ के ऊपर भूजल का उदय, वर्षा जल चक्र, हवा का प्रवाह और लहरें, समुद्र की लहरें, मौसम के पैटर्न आदि।

आइए द्रव गतिशीलता के कुछ व्यावहारिक अनुप्रयोगों को समझें, जो आपके साथ बहुत परिचित हो जाएंगे।

आपके पास अपनी ऑटोमोबाइल वाहन बाइक या कार हो सकती है। आप जानते हैं कि वायु को दबाव के साथ वाहन के टायरों के अंदर घुसपैठ किया जाता है, इसलिए इसमें दबाव कानून होते हैं।

दूसरे, सदमे अवशोषक तेल से भरा होता है जो झटका या झटका अवशोषित करता है। तेल दबाव मिलेगा और आपके वाहन को गद्दी प्रदान करेगा। आपके जीवन में दिन-प्रतिदिन के कई अनुप्रयोग जो द्रव यांत्रिकी या गतिकी द्वारा पूरी तरह से या आंशिक रूप से संचालित होते हैं।

इकाइयाँ और आयाम

चूँकि हमारा विषय द्रव यांत्रिकी है, हम विभिन्न प्रकार की द्रव विशेषताओं का अध्ययन करेंगे; गुणात्मक और मात्रात्मक रूप से, इन विशेषताओं को इंगित करने के लिए एक प्रणाली का पालन करने की आवश्यकता है।

गुणात्मक पहलू प्रकृति, या प्रकार, विशेषताओं जैसे लंबाई, समय, तनाव, तापमान, वेग और दबाव को खोजने के लिए वर्णन करता है अगली तरफ मात्रात्मक पहलू विशेषताओं का एक मूल्य माप इंगित करता है।

एक आयाम को मापने योग्य मात्रा या वस्तु की विशेषताओं जैसे कि द्रव्यमान, लंबाई, तापमान, दबाव, समय आदि के विवरण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

इकाई की समझ को आयाम या गुणवत्ता को मापने के लिए मानक के रूप में माना जा सकता है।

इकाइयों और आयामों के बीच अंतर को समझने के लिए, आइए मुंबई और गोवा के बीच की दूरी का एक उदाहरण लें।

शब्द की लंबाई का उपयोग भौतिक मात्रा की गुणात्मक अवधारणा का वर्णन करने के लिए किया जाता है।

शब्द इकाई हमारे उदाहरण में मुंबई और गोवा के बीच की दूरी के परिमाण को इंगित करती है। यह दूरी मीटर, किलोमीटर या मील में व्यक्त की जा सकती है।

भौतिक आयाम प्रणाली में उपयोग किए जाने वाले चार मूलभूत आयाम हैं। SI (मानक अंतरराष्ट्रीय) प्रणाली में, आयाम द्रव्यमान, लंबाई, समय और तापमान हैं। आइए समझते हैं कि यह कैसे काम करता है?

अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (SI). 1960 में, 11^th वजन और माप पर आयोजित सामान्य सम्मेलन, माप के सटीक, व्यवस्थित मानकों के प्रबंधन के लिए जिम्मेदार अंतर्राष्ट्रीय संगठन, अंतर्राष्ट्रीय मानक के रूप में इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली को ठीक से स्वीकार किया। यह प्रणाली, जिसे आमतौर पर SI कहा जाता है, को मोटे तौर पर दुनिया भर में स्वीकार किया गया है और मोटे तौर पर इसका उपयोग किया जाता है।

ये SI प्रणाली की मूलभूत इकाइयाँ हैं। किसी भी भौतिक गुणों की अन्य सभी इकाइयों को इन चार इकाइयों के आधार पर प्राप्त किया जा सकता है। आइए इसे बेहतर तरीके से समझने के लिए कुछ उदाहरण लें।

काम

 आपने काम के बारे में सुना है। काम की इकाई जूल है। अब हम इसकी इकाई का विस्तार करते हैं।

दूसरे शब्दों में, यह किसी भी वस्तु का ऊर्जा हस्तांतरण है, जब यह एक स्थान से दूसरे स्थान पर जाता है। बल सकारात्मक या नकारात्मक हो सकता है।

काम = बल * दूरी

न्यूटन (N) बल की एक इकाई है, और इकाई मीटर दूरी की एक इकाई है। तो काम की इकाई,

काम की इकाई = न्यूटन * मीटर = एन * एम = जूल (जे)

घनत्व

घनत्व का सूत्र नीचे दिया गया है।

घनत्व = द्रव्यमान प्रति इकाई आयतन

यहां, द्रव्यमान की इकाई किलो है, मात्रा की इकाई मीटर है^3.

घनत्व की इकाई किलो / मी है³

पानी का घनत्व 1000 या 997 किग्रा / मी माना जाता है³। हवा का घनत्व 1.225 किग्रा / मी है³

इसका मतलब है कि पानी को मानक घना माना जाता है और यह अन्य तरल की तुलना में भारी होता है। हवा में काफी हल्का है, और यह एक अत्यधिक संकुचित तरल पदार्थ है।

Power

शक्ति की परिभाषा इकाई समय में कार्य करने की क्षमता के रूप में दी गई है। या हम कह सकते हैं कि प्रति यूनिट समय पर काम किया जाता है।

पावर = प्रति यूनिट समय पर किया गया कार्य।

कार्य की इकाई जूल (J) है और समय की इकाई दूसरी (s) है।

शक्ति की इकाई J / s (जूल / सेकंड) के रूप में व्युत्पन्न है। यूनिट जूल / सेकंड को सामान्य रूप से वाट (डब्ल्यू) के रूप में जाना जाता है।

सवाल और जवाब

राज्य के अनुसार तरल पदार्थ किस प्रकार के होते हैं?

राज्य के अनुसार, दो प्रकार के तरल पदार्थ होते हैं।

1. तरल
2. गैस

द्रव यांत्रिकी शाखाओं का नाम दें।

1. हीड्रास्टाटिक्स
2. द्रव कीनेमेटीक्स
3. द्रव गतिविज्ञान

असली तरल पदार्थ क्या है?

यह सबसे व्यावहारिक विशेषताओं के पास है,

1. चिपचिपा
2. सिकुड़ाया हुआ
3. घर्षण
4. सतह तनाव

परिभाषित करें: आयाम और इकाई

एक आयाम को मापने योग्य मात्रा या वस्तु की विशेषताओं जैसे कि द्रव्यमान, लंबाई, तापमान, दबाव, समय आदि के विवरण के रूप में परिभाषित किया जा सकता है।

इकाई की समझ को आयाम या गुणवत्ता को मापने के लिए मानक के रूप में माना जा सकता है।

SI (स्टैंडर्ड इंटरनेशनल) के चार मूलभूत आयाम दीजिए।

SI (Standard International) सिस्टम क्या है?

अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली (SI)। 1960 में 11^th वजन और माप पर आयोजित सामान्य सम्मेलन, माप के सटीक, व्यवस्थित मानकों के प्रबंधन के लिए जिम्मेदार अंतर्राष्ट्रीय संगठन, अंतर्राष्ट्रीय मानक के रूप में इकाइयों की अंतर्राष्ट्रीय प्रणाली को ठीक से स्वीकार किया।

द्रव यांत्रिकी के तीन अनुप्रयोगों को सूचीबद्ध करें।

• सुपरसोनिक हवाई जहाजों का डिजाइन
• जल वितरण चैनल नेटवर्क
• वायवीय और हाइड्रोलिक विभिन्न द्रव नियंत्रण उपकरण

दबाव मापने वाले उपकरण क्या हैं?

• बोरडॉन ट्यूब प्रेशर गेज
• वैक्यूम गेज
• दबाव नापने का यंत्र

द्रव मैकेनिक सिद्धांतों के किसी भी तीन नाम दें।

• बर्नौली की प्रमेय
• रेले की विधि और बकिंघम पाई-प्रमेय
• आर्किमिडीज का सिद्धांत

लेखों पर एम.सी.क्यू

द्रव यांत्रिकी शाखा चुनें; अध्ययन में चलती तरल पदार्थ पर बल और ऊर्जा कार्य शामिल हैं?

(ए) हाइड्रो स्टेटिक्स (बी) द्रव कीनेमेटीक्स         (c) द्रव गतिकी            (d) कोई नहीं

निम्नलिखित में से किस तरल यांत्रिकी शाखा में कोई कर्तन तनाव या द्रव गति होती है?

(a) हाइड्रो स्टेटिक्स               (b) द्रव कीनेमेटीक्स (c) द्रव गतिकी (d) कोई नहीं

एक आदर्श तरल पदार्थ को ________ के रूप में जाना जाता है

(१) इन-संपीड़न योग्य          (b) कंप्रेसिबल (c) विस्कोस (d) कोई नहीं

एक वास्तविक तरल पदार्थ वह होता है जो ________ के पास होता है

(a) इन-कम्प्रेसेबल          (b) विस्कोस             (c) इनविसिड (d) घर्षण रहित

द्रव गतिकी का मूल सिद्धांत निम्नलिखित में से कौन सा है?

(ए) न्यूटन के शीतलन का नियम         (b) न्यूटन की चिपचिपाहट का नियम

(c) गियरिंग का नियम (d) स्टीफन-बोल्ट्जमैन

निम्नलिखित में से कौन हाइड्रोलिक मशीनरी है?

(ए) सर्पिल गियर (बी) क्रैंक शाफ्ट  (c) टर्बाइन          (d) ड्रिलिंग

निम्नलिखित विकल्पों में से हाइड्रोलिक संरचना का नाम चुनें।

(ए) हाउस बीम (बी) मशीन संरचना     (c) डैम (d) कोई नहीं

निम्नलिखित में से कौन एक प्रवाह माप उपकरण है?

(ए) रोटमीटर   (बी) बॉर्डन ट्यूब गेज (सी) मैनोमीटर (डी) कोई नहीं

पावर की इकाई क्या है?

(ए) जे / एस    (b) J (c) Nm (d) K

घनत्व की इकाई क्या है?

(ए) किग्रा (बी) एम / एस (c) किग्रा / मी³ (d) मी²

निष्कर्ष

द्रव यांत्रिकी के बारे में बुनियादी जानकारी प्राप्त करने के लिए यह लेख मददगार है। लेख में हाइड्रोस्टैटिक्स, द्रव कीनेमेटीक्स और द्रव की गतिशीलता जैसे कुछ मूल शर्तों की समझ शामिल है। विषय और भविष्य के सीखने के विषयों के बारे में एक विचार प्राप्त करने के लिए विभिन्न द्रव यांत्रिकी सिद्धांत और अनुप्रयोगों की सूची प्रदान की जाती है। अंतिम में, आयाम और इकाई परिभाषाएँ विस्तृत उदाहरणों के साथ दी गई हैं।

यह लेख आपको दिन प्रतिदिन जीवन में द्रव यांत्रिकी के अनुप्रयोगों की कल्पना करना और याद करना सिखाता है। आपको द्रव मैकेनिक के सिद्धांतों के साथ अनुप्रयोगों में सहयोग करना होगा।

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डॉ. दीपककुमार जानी

मैं दीपक कुमार जानी हूं, मैकेनिकल-नवीकरणीय ऊर्जा में पीएचडी कर रहा हूं। मेरे पास पांच साल का शिक्षण और दो साल का शोध अनुभव है। मेरी रुचि का विषय क्षेत्र थर्मल इंजीनियरिंग, ऑटोमोबाइल इंजीनियरिंग, मैकेनिकल माप, इंजीनियरिंग ड्राइंग, द्रव यांत्रिकी आदि हैं। मैंने "बिजली उत्पादन के लिए हरित ऊर्जा के संकरण" पर एक पेटेंट दायर किया है। मैंने 17 शोध पत्र और दो पुस्तकें प्रकाशित की हैं।
मुझे लैम्ब्डेजिक्स का हिस्सा बनकर खुशी हो रही है और मैं अपनी कुछ विशेषज्ञता पाठकों के साथ सरल तरीके से प्रस्तुत करना चाहता हूं।
शिक्षाविदों और शोध के अलावा, मुझे प्रकृति में घूमना, प्रकृति को कैद करना और लोगों के बीच प्रकृति के बारे में जागरूकता पैदा करना पसंद है।
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