ציפה וגרירה על גופים שקועים

Overview

מקור: אלכסנדר ס. רטנר וסנג'אי אדהיקארי; המחלקה להנדסה מכנית וגרעינית, אוניברסיטת מדינת פנסילבניה, פארק האוניברסיטאות, PA

חפצים, כלי רכב ואורגניזמים השקועים במדיומים זורמים חווים כוחות מהנוזל שמסביב בצורה של ציפה- כוח אנכי כלפי מעלה עקב משקל נוזל, גרירה- כוח התנגדותי מול כיוון התנועה, והרמה- כוח מאונך לכיוון התנועה. חיזוי ואפיון של כוחות אלה חיוניים להנדסת כלי רכב ולהבנת תנועת השחייה והאורגניזמים המעופפים.

בניסוי זה, מאזן הציפה, המשקל והגרירה של כוחות על גופים שקועים ייחקר על ידי מעקב אחר מהירות העלייה של בועות אוויר וטיפות שמן במדיום גליצרין. מקדמי הגרירה המתקבלים במהירויות עליית מסוף יושוו לערכים תיאורטיים.

Procedure

1. ייצור מקטע מבחן הזרקת גז (ראה סכמטי ותמונה, איור 2)

  1. לקדוח חור בתחתית מיכל פלסטיק גבוה ושטוח מוקף חומה. התקן מחיצה דרך הקיר המתאימה דרך החור הזה. התקן התאמת הפחתה לחיבור דחיסת צינור ~ 3.2 מ"מ בשקע התאמת המחיצה. זו תהיה יציאת הזרקת הבועה/טיפה.
  2. הכנס אורך קצר (כ-1 ס"מ) של כבל גומי רך בקוטר 3.2 מ"מ בחיבור הדחיסה, והידק את האגוז המתאים. באמצעות סיכת תפירה, לנקב חור דק דרך כבל הגומי. זה יהיה השסתום להזרקת בועות / טיפות לתוך מיכל הנוזל.
  3. ממלאים את המיכל בגליצרין עד לרמה של כ-25 ס"מ. יוצקים את הגלי

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Results

סדרה של בועות אוויר עולות ולטפות שמן בקטרים שונים מוצגים בתאנה 3. הבועות והטיפה הקטנות עולות במהירויות נמוכות יותר בשל כוחות גרירה חזקים יחסית. בקשקשים אלה במהירות נמוכה ואורך, כוחות מתח פני השטח חזקים לגרום בועות כדוריות כמעט טיפות. הבועות הגדולות ביותר ?...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

Application and Summary

ניסוי זה הדגים את מדידת מקדם הגרירה לבועות טיפות עולות במדיום נוזלי. מקדמי גרירה נקבעו על ידי התחשבות במשקל, ציפה וכוחות גרירה. התוצאות הושוו למודל תיאורטי עבור Bubble / droplet CD במספרי ריינולדס נמוכים. תוצאות אלה עשויות להיות ישימות ישירות לתכנון של חום תעשייתי וחילופי המונים, כגון ג...

Log in or to access full content. Learn more about your institution’s access to JoVE content here

References
  1. J.S. Hadamard, Motion of liquid drops (viscous), Comp. Rend. Acad. Sci. Paris. 154 (1911) 1735-1755.
  2. W. Rybczynski, On the translatory motion of a fluid sphere in a viscous medium, Bull. Acad. Sci., Cracow, Ser. A. (1911) 40.
Tags
BuoyancyDragImmersed BodiesFluidPredictionCharacterizationMechanical ProblemsEngineering VehiclesSwimmingFlying OrganismsBuoyant ForceGravityDrag ForceRelative MotionMagnitudeSmall BubblesDropletsFluid DensityVolumeAcceleration Due To GravityArchimedes PrincipleGravitational ForceAverage Density

Skip to...

0:06

Overview

1:06

Principles of Buoyancy and Drag

3:55

Setting up and Performing the Test

5:58

Analysis

8:25

Results

9:41

Applications

11:01

Summary

Videos from this collection:

article

Now Playing

ציפה וגרירה על גופים שקועים

Mechanical Engineering

29.6K Views

article

יציבות של כלי שיט צפים

Mechanical Engineering

22.0K Views

article

הנעה ודחף

Mechanical Engineering

20.7K Views

article

רשתות צנרת והפסדי לחץ

Mechanical Engineering

57.5K Views

article

מרווה ומרתיח

Mechanical Engineering

7.7K Views

article

קפיצות הידראוליות

Mechanical Engineering

40.7K Views

article

ניתוח מחליף חום

Mechanical Engineering

27.9K Views

article

מבוא לקירור

Mechanical Engineering

24.5K Views

article

שושנת ים של חוט חם

Mechanical Engineering

15.5K Views

article

מדידת זרמים סוערים

Mechanical Engineering

13.4K Views

article

הדמיה של זרימה בעבר גוף בלוף

Mechanical Engineering

11.1K Views

article

ג'ט פוגע בלוח נוטה

Mechanical Engineering

10.7K Views

article

שימור הגישה האנרגטית לניתוח מערכות

Mechanical Engineering

7.2K Views

article

מדידות של שימור המוני וקצב זרימה

Mechanical Engineering

22.5K Views

article

קביעת כוחות מניעה על לוח שטוח בשיטת אמצעי האחסון של הפקד

Mechanical Engineering

25.9K Views

JoVE Logo

Privacy

Terms of Use

Policies

Research

Education

ABOUT JoVE

Copyright © 2025 MyJoVE Corporation. All rights reserved