विषय
- कतरनी दर फॉर्मूला
- अपरूपण तनाव
- अन्य कतरनी दर सूत्र
- सी-फैक्टर कतरनी दर में
- कतरनी दर बनाम चिपचिपापन
- शिकंजा बनाते समय कतरनी दर
- कतरनी दर और चिपचिपापन अनुप्रयोग
मिश्रण करने के लिए एक कप चाय में एक चम्मच घोलना आपको दिखा सकता है कि रोजमर्रा की जिंदगी में तरल पदार्थों की गतिशीलता को समझना कितना उचित है। तरल पदार्थों के प्रवाह और व्यवहार का वर्णन करने के लिए भौतिकी का उपयोग करना आपको जटिल और जटिल बलों को दिखा सकता है जो चाय के एक कप को सरगर्मी करने जैसे सरल कार्य में जाते हैं। कतरनी दर एक उदाहरण है जो तरल पदार्थों के व्यवहार की व्याख्या कर सकता है।
कतरनी दर फॉर्मूला
एक तरल पदार्थ "कतरना" होता है जब द्रव की विभिन्न परतें एक दूसरे से आगे बढ़ती हैं। कतरनी दर इस वेग का वर्णन करती है। एक अधिक तकनीकी परिभाषा यह है कि कतरनी दर प्रवाह की दिशा में प्रवाह वेग प्रवणता, या समकोण पर है। यह उस तरल पदार्थ पर दबाव डालता है जो अपनी सामग्री में कणों के बीच के बंधन को तोड़ सकता है, यही वजह है कि इसका वर्णन "कतरनी" के रूप में किया गया है।
जब आप एक प्लेट के समानांतर गति या किसी अन्य प्लेट के ऊपर सामग्री की एक परत का निरीक्षण करते हैं या परत अभी भी thats, तो आप दो परतों के बीच की दूरी के संबंध में इस परत के वेग से कतरनी दर निर्धारित कर सकते हैं। वैज्ञानिक और इंजीनियर सूत्र का उपयोग करते हैं x = वी / एक्स कतरनी दर के लिए γ ("गामा") की इकाइयों में-1, गतिमान परत का वेग वी और परतों के बीच की दूरी म मीटर में।
यह आपको परतों की गति के कार्य के रूप में कतरनी दर की गणना करने देता है यदि आप शीर्ष प्लेट या परत नीचे के समानांतर ले जाते हैं। कतरनी दर इकाइयाँ आमतौर पर एस-1 विभिन्न उद्देश्यों के लिए।
अपरूपण तनाव
आपकी त्वचा पर लोशन जैसे तरल पदार्थ को दबाने से आपकी त्वचा के समानांतर तरल पदार्थ गति करता है और गति का विरोध करता है जो सीधे तरल पदार्थ को त्वचा पर दबाता है। आपकी त्वचा के संबंध में तरल का आकार प्रभावित करता है कि लोशन के कण कैसे लागू होते हैं।
आप कतरनी दर से संबंधित भी कर सकते हैं γ कतरनी तनाव के लिए τ ("ताऊ") चिपचिपाहट के लिए, प्रवाह के लिए एक तरल पदार्थ प्रतिरोध, η ("एटा") के माध्यम से γ = τ / τ i_n जो _η दबाव (एन / एम) के रूप में एक ही इकाइयाँ हैं2 या पास्कल पा) और η _ (_ N / m) की इकाइयों में2 रों)। श्यानता आपको द्रव की गति का वर्णन करने और एक कतरनी तनाव की गणना करने का एक और तरीका देता है जो द्रव के पदार्थ के लिए अद्वितीय है।
यह कतरनी दर सूत्र वैज्ञानिकों और इंजीनियरों को उन सामग्रियों के लिए सरासर तनाव की आंतरिक प्रकृति का निर्धारण करने में मदद करता है, जिनका वे तंत्र के बायोफिज़िक्स जैसे कि इलेक्ट्रॉन परिवहन श्रृंखला और रासायनिक तंत्र जैसे बहुलक बाढ़ का अध्ययन करते हैं।
अन्य कतरनी दर सूत्र
कतरनी दर सूत्र के अधिक जटिल उदाहरण तरल पदार्थ के अन्य गुणों जैसे प्रवाह वेग, सरंध्रता, पारगम्यता और सोखना से संबंधित कतरनी दर से संबंधित हैं। यह आपको जटिल में कतरनी दर का उपयोग करने देता है जैविक तंत्र, जैसे कि बायोपॉलिमर और अन्य पॉलीसेकेराइड का उत्पादन।
ये समीकरण स्वयं भौतिक घटनाओं के गुणों की सैद्धांतिक गणना के साथ-साथ परीक्षण के माध्यम से निर्मित होते हैं, जो आकार, गति और इसी तरह के गुणों के लिए समीकरण हैं जो द्रव गतिकी के अवलोकनों से सर्वोत्तम रूप से मेल खाते हैं। द्रव गति का वर्णन करने के लिए उनका उपयोग करें।
सी-फैक्टर कतरनी दर में
एक उदाहरण, ब्लेक-Kozeny / Cannella सहसंबंध, दिखाया गया है कि आप "सी-फैक्टर" को समायोजित करते समय एक पीयर-स्केल फ्लो सिमुलेशन के औसत से कतरनी दर की गणना कर सकते हैं, एक कारक जो पोरोसिटी, पारगम्यता, द्रव रियोलॉजी और अन्य मूल्यों के तरल पदार्थ कैसे बदलता है, इसके लिए जिम्मेदार है। यह खोज सी-फैक्टर को स्वीकार्य मात्रा की एक सीमा के भीतर समायोजित करने के बारे में आई जो प्रयोगात्मक परिणाम दिखाती थी।
कतरनी दर की गणना के लिए समीकरणों का सामान्य रूप अपेक्षाकृत समान है। वैज्ञानिक और इंजीनियर कतरनी दर के समीकरणों के साथ आने पर परतों के बीच की दूरी से विभाजित गति में परत के वेग का उपयोग करते हैं।
कतरनी दर बनाम चिपचिपापन
अलग-अलग, विशिष्ट परिदृश्यों के लिए विभिन्न तरल पदार्थों के कतरनी दर और चिपचिपाहट के परीक्षण के लिए अधिक उन्नत और बारीक सूत्र मौजूद हैं। इन मामलों के लिए कतरनी दर बनाम चिपचिपापन की तुलना आपको दिखा सकती है जब एक दूसरे की तुलना में अधिक उपयोगी होता है। खुद को डिजाइन करने वाले शिकंजा जो धातु के सर्पिल-जैसे वर्गों के बीच अंतरिक्ष के चैनलों का उपयोग करते हैं, उन्हें आसानी से उन डिजाइनों में फिट होने दे सकते हैं जो उनके लिए थे।
की प्रक्रिया बाहर निकालना, एक आकृति बनाने के लिए स्टील के डिस्क में उद्घाटन के माध्यम से एक सामग्री को मजबूर करके उत्पाद बनाने की एक विधि, आप पास्ता या अनाज जैसे धातुओं, प्लास्टिक और यहां तक कि खाद्य पदार्थों के विशिष्ट डिजाइन बना सकते हैं। इसमें फार्मास्युटिकल उत्पाद जैसे सस्पेंशन और विशिष्ट ड्रग्स बनाने के अनुप्रयोग हैं। एक्सट्रूज़न की प्रक्रिया कतरनी दर और चिपचिपाहट के बीच के अंतर को भी दर्शाती है।
समीकरण के साथ γ = (γ x D x N) / (60 x h) पेंच व्यास के लिए डी मिमी में, पेंच गति एन क्रांतियों में प्रति मिनट (आरपीएम) और चैनल की गहराई ज मिमी में, आप एक स्क्रू चैनल के बाहर निकालना के लिए कतरनी दर की गणना कर सकते हैं। यह समीकरण मूल कतरनी दर सूत्र के समान है (x = वी / एक्स) दो परतों के बीच की दूरी से चलती परत के वेग को विभाजित करने में। यह आपको अलग-अलग प्रक्रियाओं के प्रति मिनट क्रांतियों के हिसाब के लिए एक आरपीएम भी देता है।
शिकंजा बनाते समय कतरनी दर
इंजीनियर इस प्रक्रिया के दौरान पेंच और बैरल की दीवार के बीच कतरनी दर का उपयोग करते हैं। इसके विपरीत, पेंच दर के रूप में कतरनी दर स्टील डिस्क में प्रवेश करती है γ = (4 x Q) / (π x आर3__) वॉल्यूमेट्रिक प्रवाह के साथ क्यू और छेद त्रिज्या आर, जो अभी भी मूल कतरनी दर सूत्र के समान है।
आप गणना कीजिए क्यू पूरे चैनल में दबाव ड्रॉप को विभाजित करके ΔP बहुलक चिपचिपाहट द्वारा η, कतरनी तनाव के लिए मूल समीकरण के समान τ. यह विशिष्ट उदाहरण आपको कतरनी दर बनाम चिपचिपापन की तुलना करने का एक और तरीका देता है, और, तरल पदार्थ की गति में अंतर को निर्धारित करने के इन तरीकों के माध्यम से, आप इन घटनाओं की गतिशीलता को बेहतर ढंग से समझ सकते हैं।
कतरनी दर और चिपचिपापन अनुप्रयोग
स्वयं तरल पदार्थ की भौतिक और रासायनिक घटनाओं का अध्ययन करने के अलावा, कतरनी दर और चिपचिपाहट का उपयोग भौतिकी और इंजीनियरिंग में विभिन्न प्रकार के अनुप्रयोगों में किया जाता है। तापमान और दबाव के स्थिर होने पर न्यूटनियन तरल पदार्थ जिसमें लगातार चिपचिपापन होता है क्योंकि उन परिदृश्यों में होने वाले चरण में परिवर्तन की कोई रासायनिक प्रतिक्रिया नहीं होती है।
तरल पदार्थों के अधिकांश वास्तविक दुनिया के उदाहरण इतने सरल हैं, हालांकि। आप गैर-न्यूटोनियन तरल पदार्थों की चिपचिपाहट की गणना कर सकते हैं क्योंकि वे कतरनी दर पर निर्भर करते हैं। वैज्ञानिक और इंजीनियर आमतौर पर कतरनी दर और संबंधित कारकों को मापने के साथ-साथ कतरनी का प्रदर्शन करने के लिए आम तौर पर रेज़ोमीटर का उपयोग करते हैं।
जैसा कि आप विभिन्न तरल पदार्थों के आकार को बदलते हैं और तरल पदार्थों की अन्य परतों के संबंध में कैसे व्यवस्थित होते हैं, चिपचिपाहट काफी भिन्न हो सकती है। कभी-कभी वैज्ञानिक और इंजीनियर "स्पष्ट चिपचिपापन"चर का उपयोग करना ηA इस प्रकार की चिपचिपाहट। बायोफिजिक्स में किए गए शोध से पता चला है कि कतरनी दर 200 एस से नीचे आने पर रक्त की स्पष्ट चिपचिपाहट तेजी से बढ़ती है-1.
पंप, मिश्रण और परिवहन तरल पदार्थ के लिए, कतरनी दरों के साथ स्पष्ट चिपचिपाहट इंजीनियरों को दवा उद्योग में विनिर्माण उत्पादों और मलहम और क्रीम के उत्पादन का एक तरीका देता है।
ये उत्पाद इन तरल पदार्थों के गैर-न्यूटोनियन व्यवहार का लाभ उठाते हैं ताकि आपकी त्वचा पर मरहम या क्रीम रगड़ने पर चिपचिपाहट कम हो जाए। जब आप रगड़ना बंद कर देते हैं, तो तरल का कतरना भी बंद हो जाता है ताकि उत्पादों की चिपचिपाहट बढ़ जाती है और सामग्री बस जाती है।