ملف تدريبي: اللزوجة والاضطراب

في هذا الملف التدريبي، سوف نتدرَّب على استخدام قانون بوازوي مع السريان الطبقي للموائع، وكيفية تمثيل نقطة بداية الاضطراب باستخدام عدد رينولدز.

س١:

يتدفَّق مائع في أنبوب بمعدل 1.00×10 cm3/s.

يزداد فرق الضغط على الأنبوب إلى 1.50 مِثله. ما معدل التدفُّق في الأنبوب إذا لم تحدث أي تغيُّرات أخرى؟

يتدفق في الأنبوب مائع لزوجته تساوي 3.00 أمثال لزوجة المائع الأصلي. ما معدل التدفُّق في الأنبوب إذا لم تحدث أي تغيُّرات أخرى؟

يزداد طول الأنبوب إلى 4.00 أمثال طوله. ما معدل التدفُّق في الأنبوب إذا لم تحدث أي تغيُّرات أخرى؟

يقل نصف قطر الأنبوب إلى جزء من 10.0 أجزاء من قيمته. ما معدل التدفُّق في الأنبوب إذا لم تحدث أي تغيُّرات أخرى؟

يقل نصف قطر الأنبوب إلى جزء من 10.0 أجزاء من قيمته، ويقل طول الأنبوب إلى واحد على 2.00، ويزيد فرق الضغط على الأنبوب إلى 1.50 مِثله. ما معدل التدفُّق في الأنبوب إذا لم تحدث أي تغيُّرات أخرى؟

س٢:

شريان صغير طوله 1.1×10 m ونصف قطره 2.5×10 m. إذا كان مقدار انخفاض الضغط خلال الشريان 1.3 kPa، فما معدل التدفُّق عبر الشريان، علمًا بأن لزوجة الدم 2.084×10 Pa⋅s؟

  • أ4.1×10 mm3/s
  • ب18×10 mm3/s
  • ج8.7×10 mm3/s
  • د14×10 mm3/s
  • ه20×10 mm3/s

س٣:

تُضَخ الخرسانة من ماكينة خلط الأسمنت إلى المكان الذي تُوضَع فيه بدلًا من حملها في عربات يدوية. معدل السريان يساوي 200 L/min خلال خرطوم طوله 50.0 m، وقطره 8.00 cm، ويبلغ الضغط عند المضخة 8.00×10 N/m2.

احسب مقاومة الخرطوم.

  • أ2.22×10 N⋅s/m5
  • ب2.40×10 N⋅s/m5
  • ج2.71×10 N⋅s/m5
  • د2.80×10 N⋅s/m5
  • ه2.59×10 N⋅s/m5

ما مقدار لزوجة الخرسانة، مع افتراض أن السريان طبقي؟

ما مقدار القدرة اللازمة على اعتبار أن نقطة استخدام الأسمنت تقع عند نفس مستوى المضخة؟ يمكنك إهمال القدرة المستنفدة من أجل زيادة سرعة الخرسانة.

  • أ2.93×10 W
  • ب2.77×10 W
  • ج2.49×10 W
  • د2.67×10 W
  • ه2.29×10 W

س٤:

تتحرَّك عربة كتلتها 0.300 kg أفقيًّا بسرعة 0.400 m/s، وينتج عن ذلك بعض المقاومة من طبقة الهواء المارة فوق سطحها. مساحة سطح العربة الذي يُلامِس الهواء تساوي 2.50×10 m2. سُمك طبقة الهواء يساوي 6.00×10 m ولزوجة الهواء تساوي 1.81×10 Pa⋅s.

ما قوة معاوقة طبقة الهواء للعربة؟

  • أ3.23×10 N
  • ب3.50×10 N
  • ج3.11×10 N
  • د3.38×10 N
  • ه3.02×10 N

ما نسبة قوة معاوقة طبقة الهواء إلى وزن العربة؟

  • أ1.10×10
  • ب1.19×10
  • ج1.03×10
  • د1.15×10
  • ه1.06×10

س٥:

عند أيِّ مُعدَّل سريان يُمكِن للاضطراب أن يبدأ في أنبوب الماء الرئيسي الذي قطره يساوي 0.200 m. استخدِم القيمة 8.94×10 Pa⋅s للزوجة المياه، وافترِض أن عدد رينولدز المناظر لبداية حدوث الاضطراب يساوي 2‎ ‎000.

  • أ3.20×10 m3/s
  • ب2.24×10 m3/s
  • ج8.94×10 m3/s
  • د4.47×10 m3/s
  • ه2.81×10 m3/s

س٦:

احسب عدد رينولدز لتدفُّق الماء عَبْر الأجسام التالية إذا كان مُعدَّل التدفُّق 0.500 L/s.

فوهة نصف قطرها 0.250 cm.

  • أ1.27×10
  • ب1.39×10
  • ج1.86×10
  • د1.10×10
  • ه1.56×10

خرطوم مياه حديقة نصف قطره 0.900 cm، متصل بفوهة نصف قطرها 0.250 cm.

  • أ5.03×10
  • ب3.30×10
  • ج4.42×10
  • د3.51×10
  • ه3.91×10

س٧:

احسب عدد رينولدز للماء المتدفِّق خلال أنبوب نصف قطره يساوي بوصة واحدة بمُعدَّل تدفُّق يساوي 0.631 L/s. استخدِم القيمة 8.9×10 Pa⋅s للتعبير عن اللزوجة الديناميكية للماء.

س٨:

يصل السريان حول لوح مسطح إلى عدد رينولدز يساوي 10‎ ‎000. ما نوع هذا السريان؟

  • أانتقال ما بين المضطرب والطبقي
  • بطبقي
  • جمضطرب
  • دالمائع في حالة سكون
  • هسريان حلقي

س٩:

لزوجة غاز خامل مُخفَّف عند درجة حرارة 100 K تساوي 20 μPa⋅s، وعند درجة حرارة 500 K تساوي 45 μPa⋅s. ما لزوجة الغاز عند درجة حرارة 300 K؟

س١٠:

لوح صلب مُسطَّح سُمكه 5.00 mm وطوله 1.00 m وعرضه 0.500 m، يسقط عَبْر الغلاف الجوي؛ بحيث يكون ضلعه الذي طوله 1.00 متر رأسيًّا. كثافة الصلب تساوي 7‎ ‎800.0 kg/m3. كثافة الهواء في المنطقة الموجود فيها اللوح تساوي 1.20 kg/m3 والتوصيلية الحرارية له تساوي 0.0260 W/m⋅K ولزوجته تساوي 15.0×10 m2/s. ما السرعة الحدية للَّوح؟

س١١:

كثافة مائع مجهول تساوي 0.78 g/mL. مِحمَل نحاسي من النوع الكروي قطره 2 ملليمتر يستغرق 2.8 s للسقوط مسافة 25 cm عبر المائع. ما لزوجة المائع؟

س١٢:

بالنسبة إلى السريان الطبقي لمائع نيوتوني في أنبوبة دائرية، ما النسبة بين أقصى سرعة للمائع والسرعة المتوسطة عند نفس المقطع؟

س١٣:

لسريان مضطرب بالكامل لمائع نيوتوني في أنبوب دائري نصف قطره 𝑅، يمكن تقريب توزيع سرعات طبقات المائع بالعلاقة: 𝑣𝑣=1𝑟𝑅max؛ حيث 𝑛=7. ما نسبة أقصى سرعة للمائع إلى متوسط سرعة مقطع المائع؟

س١٤:

تتدفَّق كمية من الزيت بمعدل تدفُّق كتلي 14.17 L/s خلال أنبوب قطره 15.00 cm. لزوجة الزيت وكثافته تساويان 0.1041 Pa⋅s، 917 kg/m3، على الترتيب. ما مقدار الانخفاض في الضغط لكل متر داخل الأنبوب؟

س١٥:

مقدار الانخفاض في الضغط خلال سريان للزيت في أنبوب أملس مستقيم قطره 5.00 cm يساوي 2‎ ‎500 kPa/m. أوجد معدل انسياب الزيت. استخدم القيمة 0.90 للكثافة النوعية للزيت، والقيمة 0.10 kg/m⋅s للزوجة الزيت.

س١٦:

يتدفَّق الهواء فوق لوح حاد مسطح بسرعة 2.5 m/s. احسب سُمك الطبقة الحدية للهواء على مسافة 50 cm من حافة اللوح. استخدم القيمة 1.2 kg/m3 لكثافة الهواء، واستخدم القيمة 1.5×10 m2/s للزوجة الكينماتيكية للهواء.

س١٧:

اللزوجة المطلقة لزيت تساوي 0.100 kg/m⋅s، وكثافته النوعية تساوي 0.800. احسب اللزوجة الكينماتيكية لهذا الزيت.

  • أ1.55×10 m2/s
  • ب1.55×10 m2/s
  • ج1.25×10 m2/s
  • د0.500×10 m2/s
  • ه5.15×10 m2/s

س١٨:

جلسرين كثافته 1‎ ‎258 kg/m3، ولزوجته 0.96 Pa⋅s، يسري في أنبوب قطره 15.0 cm. ما نوع السريان إذا كانت سرعته 4.0 m/s؟

  • أمضطرب
  • بأسرع من الصوت
  • جمبدِّد
  • دطبقي
  • هطبقي ومضطرب

س١٩:

تتدفَّق كمية من الماء كثافتها 998 kg/m3 ولزوجتها تساوي 1.0×10 N⋅s/m2خلال أنبوب أملس مستقيم قطره 1.00 cm. ما مقدار سرعة السريان التي يتحول عندها إلى سريان مضطرب؟

س٢٠:

ما الذي يقيسه عدد رينولدز؟

  • أنسبة مُعامِل انتشار كمية الحركة إلى مُعامِل الانتشار الحراري.
  • بنسبة القوى القصورية 𝜌ح2/ل إلى قوى اللزوجة 𝜇ح/ل2.
  • جنسبة التوتر السطحي إلى القوى القصورية.
  • دنسبة مُعدَّل سريان الموائع إلى الضغط الذي تؤثِّر به.
  • هنسبة قوة الجاذبية إلى القوى القصورية للموائع.

س٢١:

نظريًّا، يحدث الانتقال من السريان الطبقي في أنبوب إلى السريان المضطرب عند أي مدًى لعدد رينولدز؟

  • أ500-1‎ ‎000
  • ب105-106
  • ج2‎ ‎000-4‎ ‎000
  • د50‎ ‎000-10‎ ‎000
  • ه25–50

س٢٢:

ما العدد الذي ليس له وحدة قياس ويربط بين التوتر السطحي وقوى القصور الذاتي في سريان الموائع؟

  • أعدد وبر
  • بعدد أويلر
  • جعدد فرود
  • دعدد برانتل
  • هعدد رينولدز

تستخدم نجوى ملفات تعريف الارتباط لضمان حصولك على أفضل تجربة على موقعنا. معرفة المزيد حول سياسة الخصوصية لدينا.