Submit Search
Upload
9789740332831
•
0 likes
•
2,215 views
CUPress
Follow
กลศาสตร์ของไหล เล่ม 1
Read less
Read more
Education
Report
Share
Report
Share
1 of 10
Download now
Download to read offline
Recommended
ความร้อน
ความร้อน
ชิตชัย โพธิ์ประภา
การเคลื่อนที่แนวตรง
การเคลื่อนที่แนวตรง
ชิตชัย โพธิ์ประภา
1ความหนาแน่น และความดันในของไหล
1ความหนาแน่น และความดันในของไหล
Wijitta DevilTeacher
ชุดฝึกทักษะเรื่องไฟฟ้าสถิต ชุดที่ 1
ชุดฝึกทักษะเรื่องไฟฟ้าสถิต ชุดที่ 1
พนภาค ผิวเกลี้ยง
แรงดันในของเหลว
แรงดันในของเหลว
tewin2553
ครูตุ้ย ฟิสิกส์ .. โจทย์ โควต้า มช. 52
ครูตุ้ย ฟิสิกส์ .. โจทย์ โควต้า มช. 52
joybh42
P08
P08
วิทวัฒน์ สีลาด
Fluid
Fluid
pennipa
Recommended
ความร้อน
ความร้อน
ชิตชัย โพธิ์ประภา
การเคลื่อนที่แนวตรง
การเคลื่อนที่แนวตรง
ชิตชัย โพธิ์ประภา
1ความหนาแน่น และความดันในของไหล
1ความหนาแน่น และความดันในของไหล
Wijitta DevilTeacher
ชุดฝึกทักษะเรื่องไฟฟ้าสถิต ชุดที่ 1
ชุดฝึกทักษะเรื่องไฟฟ้าสถิต ชุดที่ 1
พนภาค ผิวเกลี้ยง
แรงดันในของเหลว
แรงดันในของเหลว
tewin2553
ครูตุ้ย ฟิสิกส์ .. โจทย์ โควต้า มช. 52
ครูตุ้ย ฟิสิกส์ .. โจทย์ โควต้า มช. 52
joybh42
P08
P08
วิทวัฒน์ สีลาด
Fluid
Fluid
pennipa
Punmanee study 4
Punmanee study 4
Titi Chaipanha
แรงมวลและกฎการเคลื่อนที่
แรงมวลและกฎการเคลื่อนที่
ชิตชัย โพธิ์ประภา
คานและโมเมนต์
คานและโมเมนต์
Jiraporn
4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลี
Wijitta DevilTeacher
เรื่องที่ 11 คลื่นกล
เรื่องที่ 11 คลื่นกล
thanakit553
สมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่น
อะลิ้ตเติ้ล นก
ลิมิตของลำดับ
ลิมิตของลำดับ
aoynattaya
สมดุลกล3
สมดุลกล3
ชิตชัย โพธิ์ประภา
เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม Part i
เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม Part i
Viam Manufacturing
เฉลยข้อสอบ O netตอนที่ 2
เฉลยข้อสอบ O netตอนที่ 2
Jiraporn Chaimongkol
ใบงานเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี
ใบงานเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี
เรียนฟิสิกส์กับครูเอ็ม Miphukham
สนามไฟฟ้า (Electric filed)
สนามไฟฟ้า (Electric filed)
นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม
เอกสารประกอบบทเรียน เรื่อง งานและพลังงาน
เอกสารประกอบบทเรียน เรื่อง งานและพลังงาน
Wijitta DevilTeacher
8พลังงานภายในระบบ
8พลังงานภายในระบบ
Wijitta DevilTeacher
สมดุลกล2
สมดุลกล2
ชิตชัย โพธิ์ประภา
เรื่องที่ 10 ความร้อน
เรื่องที่ 10 ความร้อน
thanakit553
8 2
8 2
Pannathat Champakul
คำบาลีสันสกฤต
คำบาลีสันสกฤต
phornphan1111
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม
ศักย์ไฟฟ้า (Electric potential)
ศักย์ไฟฟ้า (Electric potential)
นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม
คลื่น
คลื่น
rumpin
คลื่นกล
คลื่นกล
SunanthaIamprasert
More Related Content
What's hot
Punmanee study 4
Punmanee study 4
Titi Chaipanha
แรงมวลและกฎการเคลื่อนที่
แรงมวลและกฎการเคลื่อนที่
ชิตชัย โพธิ์ประภา
คานและโมเมนต์
คานและโมเมนต์
Jiraporn
4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลี
Wijitta DevilTeacher
เรื่องที่ 11 คลื่นกล
เรื่องที่ 11 คลื่นกล
thanakit553
สมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่น
อะลิ้ตเติ้ล นก
ลิมิตของลำดับ
ลิมิตของลำดับ
aoynattaya
สมดุลกล3
สมดุลกล3
ชิตชัย โพธิ์ประภา
เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม Part i
เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม Part i
Viam Manufacturing
เฉลยข้อสอบ O netตอนที่ 2
เฉลยข้อสอบ O netตอนที่ 2
Jiraporn Chaimongkol
ใบงานเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี
ใบงานเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี
เรียนฟิสิกส์กับครูเอ็ม Miphukham
สนามไฟฟ้า (Electric filed)
สนามไฟฟ้า (Electric filed)
นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม
เอกสารประกอบบทเรียน เรื่อง งานและพลังงาน
เอกสารประกอบบทเรียน เรื่อง งานและพลังงาน
Wijitta DevilTeacher
8พลังงานภายในระบบ
8พลังงานภายในระบบ
Wijitta DevilTeacher
สมดุลกล2
สมดุลกล2
ชิตชัย โพธิ์ประภา
เรื่องที่ 10 ความร้อน
เรื่องที่ 10 ความร้อน
thanakit553
8 2
8 2
Pannathat Champakul
คำบาลีสันสกฤต
คำบาลีสันสกฤต
phornphan1111
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม
ศักย์ไฟฟ้า (Electric potential)
ศักย์ไฟฟ้า (Electric potential)
นายสมพร เหล่าทองสาร โรงเรียนดงบังพิสัยนวการนุสรณ์ อำเภอนาดูน จังหวัดมหาสารคาม
What's hot
(20)
Punmanee study 4
Punmanee study 4
แรงมวลและกฎการเคลื่อนที่
แรงมวลและกฎการเคลื่อนที่
คานและโมเมนต์
คานและโมเมนต์
4สมการแบร์นูลลี
4สมการแบร์นูลลี
เรื่องที่ 11 คลื่นกล
เรื่องที่ 11 คลื่นกล
สมบัติของคลื่น
สมบัติของคลื่น
ลิมิตของลำดับ
ลิมิตของลำดับ
สมดุลกล3
สมดุลกล3
เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม Part i
เศรษฐศาสตร์วิศวกรรม Part i
เฉลยข้อสอบ O netตอนที่ 2
เฉลยข้อสอบ O netตอนที่ 2
ใบงานเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี
ใบงานเรื่องการเคลื่อนที่ของวัตถุที่ตกแบบเสรี
สนามไฟฟ้า (Electric filed)
สนามไฟฟ้า (Electric filed)
เอกสารประกอบบทเรียน เรื่อง งานและพลังงาน
เอกสารประกอบบทเรียน เรื่อง งานและพลังงาน
8พลังงานภายในระบบ
8พลังงานภายในระบบ
สมดุลกล2
สมดุลกล2
เรื่องที่ 10 ความร้อน
เรื่องที่ 10 ความร้อน
8 2
8 2
คำบาลีสันสกฤต
คำบาลีสันสกฤต
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
เส้นสนามไฟฟ้า (Electric line of force)
ศักย์ไฟฟ้า (Electric potential)
ศักย์ไฟฟ้า (Electric potential)
Similar to 9789740332831
คลื่น
คลื่น
rumpin
คลื่นกล
คลื่นกล
SunanthaIamprasert
Physic 2-boonya
Physic 2-boonya
ชนกานต์ ผานดอยแดน
Physicเรื่องของไหล
Physicเรื่องของไหล
Icxise RevenClaw
ใบความรู้ที่ 1 สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์
ใบความรู้ที่ 1 สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์
Pat Jitta
ปรากฏการณ์คลื่น
ปรากฏการณ์คลื่น
Som Kechacupt
Chemographics : Stoichiometry
Chemographics : Stoichiometry
Dr.Woravith Chansuvarn
Ch 01 โครงสร้างอะตอม
Ch 01 โครงสร้างอะตอม
kruannchem
อัตราการเกิดปฏิกิริยา๘ มหิดล
อัตราการเกิดปฏิกิริยา๘ มหิดล
buabun
Sheet rate
Sheet rate
weerabong
Sc1362
Sc1362
ประวิทย์ เรืองไรรัตนโร?
Similar to 9789740332831
(11)
คลื่น
คลื่น
คลื่นกล
คลื่นกล
Physic 2-boonya
Physic 2-boonya
Physicเรื่องของไหล
Physicเรื่องของไหล
ใบความรู้ที่ 1 สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์
ใบความรู้ที่ 1 สภาพขั้วของโมเลกุลโคเวเลนต์
ปรากฏการณ์คลื่น
ปรากฏการณ์คลื่น
Chemographics : Stoichiometry
Chemographics : Stoichiometry
Ch 01 โครงสร้างอะตอม
Ch 01 โครงสร้างอะตอม
อัตราการเกิดปฏิกิริยา๘ มหิดล
อัตราการเกิดปฏิกิริยา๘ มหิดล
Sheet rate
Sheet rate
Sc1362
Sc1362
More from CUPress
9789740337737
9789740337737
CUPress
9789740337560
9789740337560
CUPress
9789740337478
9789740337478
CUPress
9789740337270
9789740337270
CUPress
9789740337102
9789740337102
CUPress
9789740337096
9789740337096
CUPress
9789740337072
9789740337072
CUPress
9789740337027
9789740337027
CUPress
9789740336914
9789740336914
CUPress
9789740336907
9789740336907
CUPress
9789740336686
9789740336686
CUPress
9789740336457
9789740336457
CUPress
9789740336440
9789740336440
CUPress
9789740336389
9789740336389
CUPress
9789740336280
9789740336280
CUPress
9789740336365
9789740336365
CUPress
9789740336303
9789740336303
CUPress
9789740336242
9789740336242
CUPress
9789740336235
9789740336235
CUPress
9789740336099
9789740336099
CUPress
More from CUPress
(20)
9789740337737
9789740337737
9789740337560
9789740337560
9789740337478
9789740337478
9789740337270
9789740337270
9789740337102
9789740337102
9789740337096
9789740337096
9789740337072
9789740337072
9789740337027
9789740337027
9789740336914
9789740336914
9789740336907
9789740336907
9789740336686
9789740336686
9789740336457
9789740336457
9789740336440
9789740336440
9789740336389
9789740336389
9789740336280
9789740336280
9789740336365
9789740336365
9789740336303
9789740336303
9789740336242
9789740336242
9789740336235
9789740336235
9789740336099
9789740336099
9789740332831
1.
บทนํา 1 บทที่ 1 บทนํา (Introduction) 1.1
คําจํากัดความของคําวา ของไหล (Definition of Fluids) กลศาสตรของไหล (Fluid Mechanics) เปนวิชาที่เกี่ยวของกับพฤติกรรมของของไหลที่หยุด นิ่งหรือเคลื่อนที่ ของไหล (Fluids) คือสารซึ่งเปลี่ยนรูปอยางตอเนื่องภายใตการกระทําของความ เคนเฉือน (Shear Stress) ไมวาความเคนเฉือนจะมีคานอยเทาใดก็ตาม (ก) (ข) รูปที่ 1.1 พฤติกรรมของ (ก) ของแข็ง (ข) ของไหล รูปที่ 1.2 ความเคนฉาก (Normal Stress) และความเคนเฉือนบนพื้นผิวเอลิเมนต ของของไหล ในกรณีที่ของไหลหยุดนิ่ง ความเคนเฉือน เทากับศูนยและความเคนฉากก็คือความดัน
2.
2 กลศาสตรของไหล เลม
1 ของไหลประกอบไปดวยของเหลวและแกส ขอแตกตางระหวางของไหลกับของแข็งคือ ของแข็งเปลี่ยนรูปเมื่อไดรับความเคนเฉือนแตไมเปลี่ยนรูปอยางตอเนื่อง รูปที่ 1.1 (ก) และรูปที่ 1.1 (ข) แสดงพฤติกรรมของของแข็งและของไหลภายใตการกระทําของความเคนเฉือนใน รูปที่ 1.1 (ก) จากการดึงแผนแบนที่ดานบนจะทําใหเกิดแรงเฉือนบนของแข็งโดยการเปลี่ยนรูป ของแข็งเปนสัดสวนกับความเคนเฉือน A F τ ในรูปที่ 1.1 (ข) เมื่อใหแรง F กระทําบนแผนแบน ดานบน เอลิเมนตของของไหลจะมีการเปลี่ยนรูปตราบนานเทาที่เราใสแรงเขาไป รูปรางของไหลจะ แปรตามเวลา 012 ttt ในของไหลที่หยุดนิ่ง ความเคนฉาก (Normal Stress) จะเรียกวา ความดัน และความเคนเฉือนจะเทากับศูนย ขอแตกตางระหวางของเหลวและแกส ของไหลอาจจะเปนแกสหรือของเหลว โมเลกุลของแกสอยูหางกันมากกวาของเหลว ดังนั้น จะถือวาแกสเปนของไหลอัดตัวได (Compressible Fluid) และขยายตัวไดอยางอิสระ ดังนั้น แกสจะ อยูในภาวะสมดุลไดตอเมื่ออยูในภาชนะปด ของเหลวจะถือวาเปนของไหลอัดตัวไมได (Incompressible Fluid) แรงดึงดูดระหวางโมเลกุล (Cohesive Force) จะยึดแตละโมเลกุลของ ของเหลวใหอยูดวยกัน ดังนั้น ของเหลวจึงไมสามารถขยายตัวไดอยางอิสระโดยจะมีรูปรางตาม ภาชนะที่บรรจุอยูและมีผิวอิสระ ปกติไอ (Vapor) คือของไหลที่มีเฟสไมหางจากภาวะของการ ควบแนน (State of Condensation) โดยอยูในเฟสของแกสที่อุณหภูมิต่ํากวาจุดวิกฤต (Critical Point) ของไหล เชน น้ํา น้ํามัน อากาศ จะสอดคลองกับคําจํากัดความของของไหล นั่นคือจะมีการ ไหลเมื่อไดรับความเคนเฉือน วัสดุบางอยาง เชน สเลอรรี (Slurry) (ของแข็งปนกับของเหลว)ยาสี ฟน ฯลฯ จะไมสอดคลองกับคําจํากัดความดังกลาว วัสดุเหลานี้มีพฤติกรรมเปนของแข็งถาไดรับ ความเคนเฉือนเพียงเล็กนอย แตถาความเคนเฉือนเกินขีดจํากัด วัสดุดังกลาวจะมีการไหล การศึกษาการไหลและการเปลี่ยนรูปรางของวัสดุดังกลาว เรียกวา วิทยากระแส (Rheology) แตจะ ไมกลาวถึงในที่นี้ รูปที่ 1.3 ของเหลวเมื่ออยูในภาชนะจะมีผิวอิสระ (Free Surface) สวนแกสฟุงกระจายไมมีผิวอิสระ
3.
บทนํา 3 1.2 ของไหลเปน
Continuum (Fluid as a Continuum) การศึกษากลศาสตรของไหลมีอยู 2 แนวทาง คือ 1. แนวทาง Microscopic : การศึกษาในแนวทางนี้เปนการศึกษาการเคลื่อนที่ของโมเลกุล ของไหลแตละตัว 2. แนวทาง Macroscopic : การศึกษาในแนวทางนี้เปนการระบุการเคลื่อนที่ของปริมาตร ของของไหลขนาดเล็ก ๆ ที่ประกอบดวยโมเลกุลหลายตัว ซึ่งหมายความวาของไหลเปนสารที่มี ความตอเนื่อง (Continuum) ของไหลเปนไดทั้งแกสและของเหลว โมเลกุลของแกสอยูหางกันมากกวาโมเลกุลของเหลว ดังนั้นจึงเปนไปไมไดที่จะศึกษาพฤติกรรมของโมเลกุลแตละตัว เราจึงนิยมพิจารณาวาของไหลเปน เนื้อเดียวตอเนื่องกันไปไมมีชองวาง เมื่ออธิบายพฤติกรรมของของไหลขณะหยุดนิ่งหรือเคลื่อนที่เราจะพิจารณาที่คาเฉลี่ยของ ปริมาณที่เราศึกษา โดยคาเฉลี่ยประเมินไดจากปริมาตรขนาดเล็ก ๆ ที่มีจํานวนโมเลกุลอยูมากมาย ดังนั้น เมื่อเราพูดวาความเร็วที่จุดจุดหนึ่งในของไหล เราจะหมายถึงความเร็วเฉลี่ยของโมเลกุลใน ปริมาตรเล็ก ๆ ที่ลอมรอบจุดนั้น ๆ ปริมาตรดังกลาวมีขนาดเล็กมากเมื่อเปรียบเทียบขนาดของ ระบบที่ศึกษาแตมีขนาดใหญเมื่อเปรียบเทียบกับระยะหางเฉลี่ยระหวางโมเลกุล มีคําถามวา การอธิบายพฤติกรรมของไหลดังกลาวสมเหตุผลหรือไม คําตอบก็คือ สม เหตุผลเมื่อระยะหางระหวางโมเลกุลมีคานอย สําหรับแกสที่อุณหภูมิและความดันปกติระยะหางจะ ประมาณ 10 -6 มิลลิเมตร และในของเหลวจะประมาณ 10 -7 มิลลิเมตร ในแกสปริมาตร 1 ลูกบาศก มิลลิเมตร จะมีจํานวนโมเลกุลประมาณ 10 18 โมเลกุล และในของเหลวปริมาตร 1 ลูกบาศก มิลลิเมตร จะมีจํานวนโมเลกุลประมาณ 10 21 โมเลกุล จะเห็นไดชัดวาจํานวนของโมเลกุลในปริมาตรขนาดเล็ก ๆ จะมีจํานวนมากและความคิดใน การใชคาเฉลี่ยของปริมาตรขนาดเล็ก ๆ เหลานี้ก็สมเหตุผล ดังนั้น เราจะสมมุติวาลักษณะเฉพาะ ของของไหล (ความดัน ความเร็ว ความหนาแนน) จะแปรผันอยางตอเนื่องตลอดทั่วทั้งของไหล นั่น ก็คือเราจะพิจารณาวาของไหลเปน Continuum พิจารณาอนุภาคของของไหลที่ประกอบดวยโมเลกุลหลาย ๆ ตัว เราจะสนใจในคาเฉลี่ยของ โมเลกุลเหลานี้ เชน ความดันที่จุดจุดหนึ่งใน Continuum จะเปนคาเฉลี่ยของแรงในแนวตั้งฉากที่ กระทําโดยโมเลกุลเหลานี้ตอ 1 หนวยพื้นที่ ซึ่งพื้นที่ 1 หนวยนี้มีขนาดเล็กมากแตก็ยังถือวามีขนาด ใหญเมื่อเทียบกับระยะหางระหวางโมเลกุล ในรูปคณิตศาสตร ความดันที่จุดจุดหนึ่งในของไหลที่มี ความตอเนื่องสามารถหาไดจากสมการดังตอไปนี้ F P lim A δA δA (1.1) * A เปนพื้นที่ขนาดเล็กซึ่งไมเทากับศูนย
4.
4 กลศาสตรของไหล เลม
1 ในทํานองคลายกัน ความหนาแนนที่จุดจุดหนึ่งในของไหลที่มีความตอเนื่องเขียนไดดังนี้ m lim (1.2) เมื่อ เปนปริมาตรที่บรรจุดวยมวล m ของของไหล * เปนปริมาตรขนาดเล็กแตไมเทากับศูนยที่บรรจุดวยจํานวนโมเลกุลของของไหลจํานวนหนึ่ง ถา * เขาใกลศูนยจะไมมีโมเลกุลอยูในปริมาตรขนาดเล็กนั้น เมื่อถือวาของเหลวและเเกสเปน Continuum ความหนาแนนของของไหลหรือมวลตอหนวย ปริมาตร m/ จะมีคาไมแนนอนเพราะจํานวนของโมเลกุลในปริมาตรที่กําหนดมีการ เปลี่ยนแปลงอยางตอเนื่อง ผลดังกลาวจะไมสําคัญถาหนวยปริมาตรมีขนาดใหญขึ้นเมื่อ เปรียบเทียบกับกําลังสามของระยะหางระหวางโมเลกุล (โดยประมาณ) ถาหนวยปริมาตรที่เลือก ขึ้นมาใหญเกินไปจะมีการแปรเปลี่ยนความหนาแนนที่สังเกตได ดังแสดงในรูปที่ 1.4 เมื่อความ หนาแนนที่คํานวณไดจากมวลโมเลกุล (Molecular Mass, δm) ภายในปริมาตรที่กําหนดให, δ ถูกพล็อตกับขนาดของ 1 หนวยปริมาตร สําหรับของเหลวทุก ๆ ชนิดและสําหรับแกสที่ความดันบรรยากาศที่ถือวาเปน Continuum ปริมาตร δ ประมาณเทากับ 10 -9 (มิลลิเมตร) 3 ตัวอยางเชน อากาศที่ภาวะมาตรฐาน ปริมาตร 10 -9 (มิลลิเมตร) 3 ประกอบดวย 3 x 10 7 โมเลกุลโดยประมาณ ปญหาทางวิศวกรรมจะเกี่ยวของ กับพื้นที่และปริมาตรขนาดใหญ เราจึงคํานวณความดันจากสมการ F/AP และความหนาแนน จากสมการ m / ถึงแมวาจะไมถูกตองนัก (ก) (ข) รูปที่ 1.4 คําจํากัดความของความหนาแนนที่จุดจุดหนึ่ง (ก) ปริมาตรในบริเวณของของไหลซึ่งมีความหนาเเนนแปรผัน (ข) การกระจายความหนาเเนนที่ขนาดปริมาตรตาง ๆ
5.
บทนํา 5 1.3 มิติ
ความเขากันของมิติและหนวย (Dimensions, Homogeneity of Dimension and Units) เมื่อเราศึกษากลศาสตรของไหลเราจะเกี่ยวของกับลักษณะที่หลากหลายของของไหล ดังนั้น จึงจําเปนตองพิจารณาระบบเพื่ออธิบายลักษณะที่หลากหลายเหลานี้ในเชิงปริมาณและคุณภาพ ใน เชิงคุณภาพเราสามารถระบุประเภทของลักษณะเฉพาะ เชน ความยาว เวลา ความเร็ว ฯลฯ ในเชิง ปริมาณตองการทั้งจํานวนและมาตรฐานที่สามารถเปรียบเทียบได มาตรฐานสําหรับความยาว อาจจะเปนเมตรหรือฟุต เวลาอาจจะเปนชั่วโมงหรือวินาที สําหรับมวลอาจจะเปนสลัก (Slug) หรือ กิโลกรัม มาตรฐานที่กลาวมาเรียกวา หนวย (Units) การอธิบายในเชิงคุณภาพจะอยูในเทอมของ ปริมาณปฐมภูมิ (Primary Quantity) เชน มวล M ความยาว L เวลา T และอุณหภูมิ θ ปริมาณ ปฐมภูมิเหลานี้สามารถใชประกอบกันเปนปริมาณทุติยภูมิอื่น ๆ (Secondary Quantity) เชน พื้นที่ = 2 L ความเร็ว = 1 LT ความหนาแนน = 3 ML สัญลักษณ = แสดงถึงมิติของประมาณ ทุติยภูมิในเทอมของปริมาณปฐมภูมิ ดังนั้น การอธิบายความเร็ว V ในเชิงคุณภาพ จะเขียนไดเปน 1 LTV ซึ่งหมายถึงมิติของความเร็วเทากับความยาวหารดวยเวลา ปริมาณปฐมภูมิยังถือวา เปนมิติพื้นฐาน (Basic Dimensions) ในปญหาที่เกี่ยวของกับกลศาสตรของไหล จะใชมิติพื้นฐานเปนระบบ M, L, และ T หรือ อาจใชระบบ F, L และ T เมื่อ F เปนมิติพื้นฐานของแรง จากกฎขอที่สองของนิวตัน “แรง เทากับมวลคูณดวยความเรง” จะไดวา 2 F MLT หรือ 21 TFLM ดังนั้น ปริมาณทุติย- ภูมิที่อยูในเทอมของ M สามารถอธิบายอยูในเทอมของ F ได ตัวอยางเชน ในระบบ F, L, T ความเคน, เทากับแรงตอพื้นที่ ดังนั้น 2 FL ถาเขียนอยูในระบบ M, L, T จะได 1 2 ML T ตารางที่ 1.1 แสดงมิติของปริมาณตาง ๆ ในระบบ M, L, T และ F, L, T สมการที่ไดจากทฤษฎี จะมีมิติทางดานซายมือของสมการสอดคลองกับมิติทางดานขวามือ ตัวอยางเชน atVV 0 (1.3) เมื่อ V ความเร็วใด ๆ 0V ความเร็วเริ่มตน t เวลา ในเทอมของมิติ สมการดังกลาวคือ 111 LTLTLT บางสมการประกอบดวยคาคงที่ที่มีมิติ เชน สมการสําหรับหาระยะการตกของวัตถุ ระยะ, d 2 9054 t.d (1.4) ถาสมการมีมิติที่สอดคลองกัน คาคงที่จะมีมิติเปน 2 LT ซึ่งในความเปนจริง สมการที่ (1.4) คือ รูปแบบหนึ่งของสมการการตกของวัตถุ
6.
6 กลศาสตรของไหล เลม
1 2 2 gt d (1.5) ซึ่ง g เปนความเรงจากแรงโนมถวงของโลก สมการที่ (1.5) เปนสมการที่มีมิติสอดคลองกันทั้ง ทางดานขวามือและซายมือ สําหรับกรณี 819.g เมตร/(วินาที) 2 สมการที่ (1.5) จะลดลงเปน สมการที่ (1.4) โดยหนวยของระบบเปนเมตรกับวินาที ระบบของหนวย (Systems of Units) ระบบ BG (British Gravitational System) ในระบบ BG หนวยของความยาวเปนฟุต หนวยของเวลาเปนวินาที และหนวยของแรงเปน ปอนด และหนวยของอุณหภูมิเปนองศาฟาเรนไฮต หรืออุณหภูมิสัมบูรณมีหนวยเปนองศาแรงคิน (Degree Rankine) ซึ่ง 459 67R F . หนวยของมวลเรียกวา สลัก โดยถูกกําหนดจากกฎขอที่สองของนิวตัน (แรง = มวล x ความเรง) โดยที่ 1 ปอนด = (1 สลัก) (1 ฟุต/วินาที 2 ) น้ําหนัก (แรงจากความเรง, g ) ของมวล m หาไดจาก mgW ในระบบ BG W (ปอนด) m (สลัก) g (ฟุต/วินาที 2 ) ระบบ SI (International System of Units) ในระบบ SI ความยาวมีหนวยเปนเมตร เวลาเปนวินาที มวลเปนกิโลกรัม และหนวยของ อุณหภูมิเปนเคลวิน อุณหภูมิเคลวินมีความสัมพันธกับองศาเซลเซียสดังนี้ 15273.CK ถึงแมวาองศาเซลเซียสไมไดเปนสวนหนึ่งของระบบ SI ในทางปฏิบัติเรามักใชหนวยของอุณหภูมิ เปนองศาเซลเซียส เมื่อใชระบบ SI หนวยของแรงเรียกวา นิวตัน ซึ่งกําหนดจากกฎขอที่สองของ นิวตันดังนี้ 1 นิวตัน = (1 กิโลกรัม) (1 เมตร/วินาที 2 ) ความเรงจากแรงโนมถวงของโลกตามมาตรฐานในระบบ SI เทากับ 9.807 เมตร/(วินาที) 2 (โดยทั่วไปจะใช 9.81 เมตร/วินาที 2 ) ดังนั้น มวล 1 กิโลกรัมจะหนัก 9.81 นิวตัน งานในระบบ SI มีหนวยเปนจูล ซึ่งเปนงานที่ไดจากแรง 1 นิวตัน ที่ทําใหวัตถุเคลื่อนที่เปนระยะ 1 เมตร ในทิศทางของแรง ดังนั้น 1 จูล = 1 นิวตัน-เมตร หนวยของกําลัง คือ วัตต คือ จูล/วินาที ดังนั้น 1 วัตต = 1 จูล/วินาที = 1 นิวตัน-เมตร /วินาที คํานําหนาหนวย (Prefix) ของระบบ SI แสดงไดในตารางที่ 1.2
7.
บทนํา 7 ระบบวิศวกรรมอังกฤษ (English Engineering
System) ในระบบ EE หนวยของมวลเปนปอนดมวล (lbm) หนวยของแรงเปนปอนดแรง (lbf) หนวย ของความยาวเปนฟุต หนวยของเวลาเปนวินาที สเกลของอุณหภูมิสัมบูรณเปนองศาแรงคิน R ดังนั้น สมการตามกฎขอที่สองของนิวตันจะอยูในรูป cg ma F (1.6) เมื่อ cg เปนคาคงที่ ซึ่งทําใหเราสามารถกําหนดหนวยของแรงและมวลไดเอง สําหรับระบบ EE 1 ปอนด แรง (lbf) คือแรงที่ทําใหมวล 1 ปอนด (lbm) มีความเรง 32.174 ฟุต/(วินาที)2 ดังนั้น จาก สมการที่ (1.6) 1 ปอนดแรง = {(1 ปอนด มวล) (32.174 ฟุต/(วินาที) 2 }/gc
8.
8 กลศาสตรของไหล เลม
1 ตารางที่ 1.1 มิติของสมบัติของของไหล (Dimensions of Fluid Properties) ระบบ F, L, T, ระบบ M, L, T, ความเรง 2 LT 2 LT มุม 000 TLF 000 TLM ความเรงเชิงมุม 2 T 2 T ความเร็วเชิงมุม 1 T 1 T พื้นที่ 2 L 2 L ความหนาแนน 24 TFL 3 ML พลังงาน FL 22 TML แรง F 2 MLT ความถี่ 1 T 1 T ความรอน FL 22 TML ความยาว L L มวล 21 TFL M มอดุลัสของความยืดหยุน 2 FT 21 TML โมเมนตของแรง FL 22 TML โมเมนตความเฉื่อยพื้นที่ 4 L 4 L โมเมนตความเฉื่อยมวล 2 FLT 2 ML โมเมนตัม FT 1 MLT กําลัง 1 FLT 32 TML ความดัน 2 FL 21 TML ความรอนจําเพาะ 122 θTL 122 θTL น้ําหนักจําเพาะ 3 FL 22 TML ความเครียด 000 TLF 000 TLM ความเคน 2 FL 21 TML ความตึงผิว 1 FL 2 MT อุณหภูมิ θ θ เวลา T T แรงบิด FL 22 TML ความเร็ว 1 LT 1 LT ความหนืด (ไดนามิก) TFL 2 21 TML ความหนืด (ไคเนแมติก) 12 TL 12 TL ปริมาตร 3 L 3 L งาน FL 22 TML
9.
บทนํา 9 ตารางที่ 1.2
คํานําหนาหนวยสําหรับระบบ SI (Prefixes for SI Units) แฟกเตอรคูณ คํานําหนาหนวย สัญลักษณ 10 12 tera T 10 9 giga G 10 6 mega M 10 3 kilo k 10 2 hecto h 10 deka da 10 -1 deci d 10 -2 centi c 10 -3 milli m 10 -6 micro 10 -9 nano n 10 -12 pico p 10-15 femto f 10 -18 atto a ในระบบ EE น้ําหนักและมวลจะมีรูปสมการดังนี้ cg mg W เมื่อ g ความเรงจากแรงโนมถวงของโลก ภายใตภาวะความเรงมาตรฐาน cgg อธิบายไดวา 1 ปอนดแรง ทําให 1 ปอนดมวล มีความเรง 32.174 ฟุต/(วินาที) 2 และมวล 1 สลักมีความเรง 1 ฟุต/(วินาที) 2 ดังนั้นจะไดวา 1 สลัก = 32.174 ปอนดมวล 1.4 น้ําหนักจําเพาะ (Specific Weight) น้ําหนักจําเพาะ คือน้ําหนักตอหนวยปริมาตรของของไหล โดยทั่วไปใชสัญลักษณ γ และมี คาเทากับ g (ผลคูณของความหนาแนนและความเรงจากแรงโนมถวงของโลก) ตามแรงโนมถวง ของโลกมาตรฐาน (Standard Earth Gravity) คาของ 8079.g เมตร/(วินาที) 2 ตัวอยางเชน น้ําหนักจําเพาะของอากาศเเละน้ําที่อุณหภูมิ 20°ซ. และความดัน 1 บรรยากาศ
10.
10 กลศาสตรของไหล เลม
1 air air g = (1.205 กิโลกรัม/เมตร 3 )(9.807 เมตร/วินาที 2 ) = 11.8 นิวตัน/(เมตร) 3 water water g = (998 กิโลกรัม/เมตร 3 )(9.807 เมตร/วินาที 2 ) = 9,790 นิวตัน/(เมตร) 3 1.5 ความถวงจําเพาะ (Specific Gravity) ความถวงจําเพาะหรือบางทีเรียกวา ความหนาแนนสัมพัทธ (Relative Density) คือ อัตรา สวนของความหนาแนนของสารตอความหนาแนนของของไหลที่ใชเปนมาตรฐานอางอิง ใช สัญลักษณ SG ในกรณีของแกสจะอางอิงอากาศที่ความดันและอุณหภูมิที่ระบุ ซึ่งยังไมมีขอตกลง เกี่ยวกับมาตรฐานอางอิง gas gas air SG ในกรณีของของเหลวจะอางอิงน้ําที่ความดัน 1 บรรยากาศ อุณหภูมิ 4°ซ. โดย water ที่ภาวะ ดังกลาวเทากับ 998 กิโลกรัม/(เมตร) 3 ดังนั้น liquid liquid water SG (1.7) ตัวอยางเชน ความถวงจําเพาะของปรอท(ความหนาแนนเทากับ 13,580 กิโลกรัม/เมตร 3 ) = 613 998 58013 . , ความสัมพันธทางสถานะของของเหลว (State Relations for Liquids) ความหนาแนนของของเหลวปกติลดลงเล็กนอยเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นและจะเพิ่มขึ้น พอประมาณเมื่อความดันเพิ่มขึ้น ถาเราไมคํานึงถึงผลของอุณหภูมิ ความสัมพันธของความดันกับ ความหนาแนนหาไดจาก 1 n a a P B B P (1.8) เมื่อ B และ n เปนพารามิเตอรไรหนวย (Dimensionless Parameters) ซึ่งแปรเปลี่ยนเล็กนอยกับ อุณหภูมิ aP และ a เปนความดันและความหนาแนนที่บรรยากาศมาตรฐาน สําหรับน้ําคาโดยประมาณของ B และ n คือ 0003,B และ 7n
Download now