பாய்மங்களின் இயந்திரப் பண்புகள்

ஓய்வில் உள்ள பாய்மங்கள்#

ஓய்வில் உள்ள பாய்மங்கள் என்பது இயக்கத்தில் இல்லாத பாய்மங்கள் ஆகும். இவை, பாய்மத்தின் எந்த ஒரு புள்ளியிலும் அழுத்தம் எல்லா திசைகளிலும் ஒரே மாதிரியாக இருக்கும் என்பதால் வகைப்படுத்தப்படுகின்றன. இது பாஸ்கலின் விதி என்று அழைக்கப்படுகிறது.

ஓய்வில் உள்ள பாய்மங்களில் அழுத்தம்#

ஓய்வில் உள்ள ஒரு பாய்மத்தில் அழுத்தம் பின்வரும் காரணிகளால் தீர்மானிக்கப்படுகிறது:

• பாய்மத்தின் அடர்த்தி
• பாய்மத்தில் உள்ள புள்ளியின் ஆழம்
• ஈர்ப்பு விசையால் ஏற்படும் முடுக்கம்

ஓய்வில் உள்ள ஒரு பாய்மத்தில் அழுத்தம் ஆழம் அதிகரிக்கும் போது அதிகரிக்கிறது. ஏனெனில், ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளிக்கு மேலே உள்ள பாய்மத்தின் எடை ஆழத்துடன் அதிகரிக்கிறது. ஓய்வில் உள்ள ஒரு பாய்மத்தில் அழுத்தம் அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போதும் அதிகரிக்கிறது. ஏனெனில், பாய்மம் அடர்த்தியாக இருந்தால், அலகு கனஅளவுக்கு அதிக நிறை இருக்கும், எனவே ஒரு குறிப்பிட்ட புள்ளிக்கு மேலே உள்ள பாய்மத்தின் எடை அதிகமாக இருக்கும்.

அழுத்தம் மற்றும் அடர்த்தி#

அழுத்தம்#

அழுத்தம் என்பது அலகு பரப்பளவில் செலுத்தப்படும் விசை ஆகும். இது ஒரு ஸ்கேலார் அளவு மற்றும் சர்வதேச அலகு முறையில் (SI) பாஸ்கல்களில் (Pa) அளவிடப்படுகிறது.

$$P = \frac{F}{A}$$

இங்கு:

• P என்பது பாஸ்கல்களில் (Pa) அழுத்தம்
• F என்பது நியூட்டன்களில் (N) விசை
• A என்பது சதுர மீட்டர்களில் (m²) பரப்பளவு

அடர்த்தி#

அடர்த்தி என்பது அலகு கனஅளவுக்கான நிறை ஆகும். இது ஒரு ஸ்கேலார் அளவு மற்றும் SI அலகுகளில் கிலோகிராம்கள் ஒரு கன மீட்டருக்கு (kg/m³) அளவிடப்படுகிறது.

$$\rho = \frac{m}{V}$$

இங்கு:

• ρ என்பது கிலோகிராம்கள் ஒரு கன மீட்டருக்கு (kg/m³) அடர்த்தி
• m என்பது கிலோகிராம்களில் (kg) நிறை
• V என்பது கன மீட்டர்களில் (m³) கனஅளவு

அழுத்தம் மற்றும் அடர்த்திக்கு இடையேயான உறவு#

அழுத்தமும் அடர்த்தியும் ஒரு சிறந்த வாயுவின் நிலை சமன்பாட்டின் மூலம் தொடர்புடையவை:

$$PV = nRT$$

இங்கு:

• P என்பது பாஸ்கல்களில் (Pa) அழுத்தம்
• V என்பது கன மீட்டர்களில் (m³) கனஅளவு
• n என்பது வாயுவின் மோல்களின் எண்ணிக்கை
• R என்பது உலகளாவிய வாயு மாறிலி (8.314 J/mol·K)
• T என்பது கெல்வின்களில் (K) வெப்பநிலை

ஒரு சிறந்த வாயுவுக்கு, அழுத்தம் அடர்த்திக்கு நேரடியாக விகிதாசாரமாகும். அதாவது, ஒரு வாயுவின் அடர்த்தி அதிகரிக்கும் போது, அழுத்தமும் அதிகரிக்கிறது.

பாஸ்கலின் விதி#

பாஸ்கலின் விதி ஒரு மூடப்பட்ட பாய்மத்தில் செலுத்தப்படும் அழுத்தம் பாய்மத்தின் ஒவ்வொரு புள்ளிக்கும் மற்றும் கொள்கலனின் சுவர்களுக்கும் சமமாக கடத்தப்படுகிறது என்று கூறுகிறது. அதாவது, நீங்கள் ஒரு உருளையில் உள்ள ஒரு பிஸ்டனைத் தள்ளினால், அழுத்தம் உருளையில் உள்ள அனைத்து பாய்மத்தாலும் மற்றும் உருளையின் சுவர்களாலும் சமமாக உணரப்படும்.

பாஸ்கலின் விதிக்கான கணித வாய்பாடு#

பாஸ்கலின் விதிக்கான கணித வாய்பாடு:

$$ P = F/A $$

இங்கு:

• P என்பது பாஸ்கல்களில் (Pa) அழுத்தம்
• F என்பது நியூட்டன்களில் (N) விசை
• A என்பது சதுர மீட்டர்களில் (m$^2$) பரப்பளவு

விசை மற்றும் அந்த விசை செலுத்தப்படும் பரப்பளவு தெரிந்தால், ஒரு பாய்மத்தில் உள்ள அழுத்தத்தைக் கணக்கிட இந்த வாய்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்.

பாஸ்கலின் விதி என்பது பாய்ம இயக்கவியலின் ஒரு அடிப்படைக் கொள்கை. ஹைட்ராலிக் அமைப்புகள் முதல் நீர் விநியோக அமைப்புகள் மற்றும் ஸ்கூபா டைவிங் வரை அன்றாட வாழ்வில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது. விசை மற்றும் அந்த விசை செலுத்தப்படும் பரப்பளவு தெரிந்தால், ஒரு பாய்மத்தில் உள்ள அழுத்தத்தைக் கணக்கிட பாஸ்கலின் விதிக்கான கணித வாய்பாட்டைப் பயன்படுத்தலாம்.

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்ட்#

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்ட் என்பது கனரக பொருட்களை உயர்த்தவும் தாழ்த்தவும் ஹைட்ராலிக் சக்தியைப் பயன்படுத்தும் ஒரு இயந்திர சாதனமாகும். கனரக இயந்திரங்கள், வாகனங்கள் மற்றும் பிற பொருட்களைத் தூக்கி நகர்த்துவதற்கு இது பொதுவாக வாகனத் தொழில், உற்பத்தி மற்றும் கட்டுமானம் போன்ற பல்வேறு தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

செயல்பாட்டுக் கொள்கை#

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டின் செயல்பாட்டுக் கொள்கை பாஸ்கலின் விதியை அடிப்படையாகக் கொண்டது, இது ஒரு மூடப்பட்ட பாய்மத்தில் செலுத்தப்படும் அழுத்தம் முழு பாய்மத்திலும் சமமாக கடத்தப்படுகிறது என்று கூறுகிறது. ஒரு ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டில், கனரக பொருட்களைத் தூக்குவதற்குத் தேவையான விசையை உருவாக்க இந்தக் கொள்கை பயன்படுத்தப்படுகிறது.

லிப்டில் ஒரு ஹைட்ராலிக் உருளை, ஒரு பிஸ்டன், ஒரு சேமிப்பு தொட்டி மற்றும் ஒரு பம்ப் ஆகியவை அடங்கும். ஹைட்ராலிக் உருளை என்பது பிஸ்டனைக் கொண்டுள்ள ஒரு உருளை வடிவ அறை. பிஸ்டன் என்பது உருளைக்குள் நகரும் ஒரு உருளை வடிவ தள்ளுகோல். சேமிப்பு தொட்டி ஹைட்ராலிக் பாய்மத்தை சேமிக்கிறது, இது பொதுவாக எண்ணெய். பம்ப் ஹைட்ராலிக் பாய்மத்தை அழுத்தமாக மாற்றுவதற்கு பொறுப்பாகும்.

பம்ப் இயக்கப்படும் போது, அது சேமிப்பு தொட்டியிலிருந்து ஹைட்ராலிக் பாய்மத்தை எடுத்து அதை அழுத்தமாக மாற்றுகிறது. இந்த அழுத்தமாக்கப்பட்ட பாய்மம் பின்னர் ஹைட்ராலிக் உருளைக்குள் செலுத்தப்படுகிறது. பாய்மத்தால் செலுத்தப்படும் அழுத்தம் பிஸ்டனில் செயல்படுகிறது, இது மேல்நோக்கி நகரும். பிஸ்டன் மேலே நகரும் போது, அதனுடன் இணைக்கப்பட்டுள்ள தளம் அல்லது தூக்கும் பொறிமுறையை, தூக்கப்படும் சுமையுடன் சேர்த்து உயர்த்துகிறது.

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டுகளின் வகைகள்#

குறிப்பிட்ட பயன்பாடுகளுக்காக வடிவமைக்கப்பட்ட பல்வேறு வகையான ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டுகள் உள்ளன. சில பொதுவான வகைகள்:

• ஒற்றைச் செயல் ஹைட்ராலிக் லிப்ட்: இந்த வகை லிப்ட் சுமையை உயர்த்த ஒரு ஒற்றை ஹைட்ராலிக் உருளையைப் பயன்படுத்துகிறது. பம்ப் இயக்கப்படும் போது, அழுத்தமாக்கப்பட்ட பாய்மம் உருளைக்குள் நுழைந்து பிஸ்டனை மேல்நோக்கி தள்ளி, சுமையைத் தூக்குகிறது. பம்ப் அணைக்கப்படும் போது, சுமை ஈர்ப்பு விசையால் மெதுவாக இறங்குகிறது.

• இரட்டைச் செயல் ஹைட்ராலிக் லிப்ட்: இந்த வகை லிப்ட் சுமையைத் தூக்கவும் தாழ்த்தவும் இரண்டு ஹைட்ராலிக் உருளைகளைப் பயன்படுத்துகிறது. பம்ப் இயக்கப்படும் போது, அழுத்தமாக்கப்பட்ட பாய்மம் தூக்கும் உருளைக்குள் நுழைந்து, பிஸ்டன் மேல்நோக்கி நகர்ந்து சுமையைத் தூக்குகிறது. பம்ப் தலைகீழாக மாற்றப்படும் போது, அழுத்தமாக்கப்பட்ட பாய்மம் இறக்கும் உருளைக்குள் நுழைந்து, பிஸ்டன் கீழ்நோக்கி நகர்ந்து சுமையைத் தாழ்த்துகிறது.

• கத்தரி லிப்ட்: இந்த வகை லிப்ட் தளத்தை உயர்த்தவும் தாழ்த்தவும் ஒன்றோடொன்று இணைக்கப்பட்ட கத்தரி போன்ற பொறிமுறைகளின் தொடரைப் பயன்படுத்துகிறது. கத்தரி லிப்டுகள் பெரும்பாலும் வாகனங்கள் மற்றும் பிற கனரக பொருட்களைத் தூக்குவதற்கு வாகன பட்டறைகள் மற்றும் கிடங்குகளில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

• பூம் லிப்ட்: இந்த வகை லிப்ட் ஒரு பூம் கையில் பொருத்தப்பட்ட ஒரு ஹைட்ராலிக் உருளையைக் கொண்டுள்ளது. பூம் கையை நீட்டலாம் மற்றும் பின்வாங்கலாம், இது லிப்ட் உயரமான உயரங்களை அடைய அனுமதிக்கிறது. பூம் லிப்டுகள் பொதுவாக கட்டுமான மற்றும் பராமரிப்புத் தொழில்களில் பயன்படுத்தப்படுகின்றன.

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டுகளின் நன்மைகள்#

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டுகள் மற்ற தூக்கும் பொறிமுறைகளுடன் ஒப்பிடும்போது பல நன்மைகளை வழங்குகின்றன:

• உயர் தூக்கும் திறன்: ஹைட்ராலிக் லிப்டுகள் மிகப்பெரிய விசையை உருவாக்க முடியும், இது கனரக சுமைகளை எளிதாகத் தூக்க அனுமதிக்கிறது.

• மென்மையான மற்றும் துல்லியமான செயல்பாடு: ஹைட்ராலிக் லிப்டுகள் சுமைகளை மென்மையாகவும் கட்டுப்பாட்டுடனும் தூக்கவும் தாழ்த்தவும் வழங்குகின்றன, இது சுமை அல்லது சுற்றியுள்ள பகுதிக்கு ஏற்படும் சேதத்தின் அபாயத்தைக் குறைக்கிறது.

• பல்துறைத்தன்மை: ஹைட்ராலிக் லிப்டுகள் பல்வேறு வகைகள் மற்றும் அளவுகளில் வருகின்றன, இது அவை பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளுக்கு ஏற்றதாக இருக்கும்.

• நம்பகத்தன்மை: ஹைட்ராலிக் லிப்டுகள் பொதுவாக நம்பகமானவை மற்றும் குறைந்தபட்ச பராமரிப்பு தேவைப்படுகின்றன.

பாதுகாப்பு பரிசீலனைகள்#

ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டுகளைப் பயன்படுத்தும் போது, பாதுகாப்பை முன்னுரிமையாகக் கொள்வது அவசியம். சில முக்கியமான பாதுகாப்பு பரிசீலனைகள்:

• சரியான பயிற்சி: பயிற்சி பெற்ற மற்றும் அங்கீகரிக்கப்பட்ட பணியாளர்கள் மட்டுமே ஹைட்ராலிக் லிப்டுகளை இயக்க வேண்டும்.

• வழக்கமான பராமரிப்பு: ஹைட்ராலிக் லிப்டுகள் அவற்றின் பாதுகாப்பான செயல்பாட்டை உறுதிப்படுத்த அவ்வப்போது பரிசோதிக்கப்பட்டு பராமரிக்கப்பட வேண்டும்.

• சுமை திறன்: தூக்கப்படும் சுமை எப்போதும் லிப்டின் மதிப்பிடப்பட்ட திறனை விட அதிகமாக இருக்கக்கூடாது.

• பாதுகாப்பான வேலை நடைமுறைகள்: சரியான தூக்கும் நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துதல் மற்றும் பொருத்தமான பாதுகாப்பு கருவிகளை அணிதல் போன்ற பாதுகாப்பான வேலை நடைமுறைகளை எப்போதும் பின்பற்றவும்.

இந்த பாதுகாப்பு வழிகாட்டுதல்களைக் கடைபிடிப்பதன் மூலம், விபத்துகள் மற்றும் காயங்களின் அபாயத்தைக் குறைக்க முடியும், இது ஹைட்ராலிக் எந்திரம் லிப்டுகளின் பாதுகாப்பான மற்றும் திறமையான செயல்பாட்டை உறுதி செய்கிறது.

உயரத்துடன் அழுத்தத்தின் மாறுபாடு#

முக்கிய புள்ளிகள்#

• வளிமண்டல அழுத்தம் உயரம் அதிகரிக்கும் போது குறைகிறது.
• உயரத்துடன் அழுத்தம் குறைவது கேள்விக்குரிய புள்ளிக்கு மேலே உள்ள காற்றின் எடையால் ஏற்படுகிறது.
• உயரத்துடன் அழுத்தம் குறையும் விகிதம் அழுத்த சரிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது.
• அழுத்த சரிவு அதிக உயரங்களில் அதிகமாக இருக்கும்.

விரிவான விளக்கம்#

வளிமண்டலத்தின் அழுத்தம் கேள்விக்குரிய புள்ளிக்கு மேலே உள்ள காற்றின் எடையால் ஏற்படுகிறது. நீங்கள் வளிமண்டலத்தில் உயரமாக செல்லும்போது, உங்களுக்கு மேலே குறைவான காற்று உள்ளது, எனவே அழுத்தம் குறைகிறது.

உயரத்துடன் அழுத்தம் குறையும் விகிதம் அழுத்த சரிவு என்று அழைக்கப்படுகிறது. ஒவ்வொரு புள்ளிக்கும் மேலே குறைவான காற்று இருப்பதால், அழுத்த சரிவு அதிக உயரங்களில் அதிகமாக இருக்கும்.

பின்வரும் அட்டவணை வெவ்வேறு உயரங்களில் அழுத்தத்தைக் காட்டுகிறது:

உயரம் (மீ)	அழுத்தம் (kPa)
0	101.3
1000	89.9
2000	79.5
3000	70.1
4000	61.7
5000	54.1

அட்டவணையில் இருந்து நீங்கள் பார்க்க முடியும் என, ஒவ்வொரு 1000 மீட்டர் உயரத்திற்கும் அழுத்தம் சுமார் 11.3 kPa குறைகிறது. c

ஆர்க்கிமிடீஸ் கொள்கை#

ஆர்க்கிமிடீஸின் கொள்கை, முழுமையாகவோ அல்லது பகுதியாகவோ மூழ்கியுள்ள ஒரு பொருளின் மீது செலுத்தப்படும் மேல்நோக்கி உந்தும் மிதப்பு விசை, அந்த பொருள் இடம்பெயர்த்தும் பாய்மத்தின் எடைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது. இந்தக் கொள்கை மிதப்பைப் புரிந்துகொள்வதற்கு அடிப்படையானது, இது ஒரு பொருள் ஒரு பாய்மத்தில் மிதக்க அல்லது மூழ்கும் திறனாகும்.

முக்கிய புள்ளிகள்#

• ஆர்க்கிமிடீஸின் கொள்கை, முழுமையாகவோ அல்லது பகுதியாகவோ மூழ்கியுள்ள ஒரு பொருளின் மீது செலுத்தப்படும் மேல்நோக்கி உந்தும் மிதப்பு விசை, அந்த பொருள் இடம்பெயர்த்தும் பாய்மத்தின் எடைக்கு சமம் என்று கூறுகிறது.
• மிதப்பு என்பது ஒரு பொருள் ஒரு பாய்மத்தில் மிதக்க அல்லது மூழ்கும் திறனாகும்.
• மிதப்பு விசை பொருளால் இடம்பெயர்ந்த பாய்மத்தின் எடைக்கு சமம்.
• ஒரு பொருளின் அடர்த்தி என்பது அலகு கனஅளவுக்கான பொருளின் நிறை ஆகும்.
• பாய்மத்தை விட குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட பொருட்கள் மிதக்கும், அதேசமயம் பாய்மத்தை விட அதிக அடர்த்தி கொண்ட பொருட்கள் மூழ்கும்.

பயன்பாடுகள்#

ஆர்க்கிமிடீஸின் கொள்கை பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளது, அவற்றில்:

• பொருட்களின் அடர்த்தியை தீர்மானித்தல்
• கப்பல்கள் மற்றும் நீர்மூழ்கிக் கப்பல்களை வடிவமைத்தல்
• சூடான காற்று பலூன்கள் எவ்வாறு செயல்படுகின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வது
• சில பொருட்கள் ஏன் மிதக்கின்றன மற்றும் மற்றவை ஏன் மூழ்குகின்றன என்பதை விளக்குதல்

எடுத்துக்காட்டு#

ஒரு ஏரியில் மிதக்கும் ஒரு மரத் தொகுதியைக் கவனியுங்கள். மரத் தொகுதி ஒரு குறிப்பிட்ட அளவு தண்ணீரை இடம்பெயரச் செய்கிறது, மேலும் இடம்பெயர்ந்த தண்ணீரின் எடை மரத் தொகுதியின் எடைக்கு சமம். இதனால்தான் மரத் தொகுதி மிதக்கிறது.

மரத் தொகுதி உப்பு நீர் போன்ற அடர்த்தியான பாய்மத்தில் வைக்கப்பட்டால், அது குறைந்த அளவு தண்ணீரை இடம்பெயரச் செய்யும் மற்றும் இடம்பெயர்ந்த தண்ணீரின் எடை மரத் தொகுதியின் எடையை விட குறைவாக இருக்கும். இது மரத் தொகுதி மூழ்க வைக்கும்.

ஆர்க்கிமிடீஸின் கொள்கை என்பது அன்றாட வாழ்வில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்ட இயற்பியலின் ஒரு அடிப்படைக் கொள்கையாகும். பொருட்கள் பாய்மங்களுடன் எவ்வாறு தொடர்பு கொள்கின்றன என்பதைப் புரிந்துகொள்வதற்கு இது ஒரு சக்திவாய்ந்த கருவியாகும்.

மிதப்பை பாதிக்கும் காரணிகள்#

ஒரு பொருளின் மிதக்கும் திறன் பல காரணிகளைப் பொறுத்தது:

• அடர்த்தி: அடர்த்தி என்பது அலகு கனஅளவுக்கான பொருளின் நிறை ஆகும். பாய்மத்தை விட குறைந்த அடர்த்தி கொண்ட பொருட்கள் மிதக்கும், அதேசமயம் பாய்மத்தை விட அதிக அடர்த்தி கொண்ட பொருட்கள் மூழ்கும்.

• கனஅளவு: ஒரு பொருளின் கனஅளவு என்பது அது ஆக்கிரமித்துள்ள இடத்தின் அளவு. ஒரு பொருளின் கனஅளவு அதிகமாக இருந்தால், அது அதிக பாய்மத்தை இடம்பெயரச் செய்யும், மேலும் அது அனுபவிக்கும் மிதப்பு விசை அதிகமாக இருக்கும்.

• வடிவம்: ஒரு பொருளின் வடிவம் அதன் மிதக்கும் திறனை பாதிக்கும். படகுகள் போன்ற நீரோட்ட வடிவம் கொண்ட பொருட்கள் பாய்மத்திலிருந்து குறைந்த எதிர்ப்பை அனுபவிக்கின்றன மற்றும் ஒழுங்கற்ற வடிவம் கொண்ட பொருட்களை விட எளிதாக மிதக்க முடியும்.

மிதப்பின் பயன்பாடுகள்#

மிதப்பு விதிகள் பல்வேறு துறைகளில் பல பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன:

• கப்பல் கட்டுமானம்: கப்பல்களின் சராசரி அடர்த்தி நீரை விட குறைவாக இருப்பதால் அவை மிதக்கின்றன. ஒரு கப்பலின் உடல் அதிக அளவு தண்ணீரை இடம்பெயரச் செய்ய வடிவமைக்கப்பட்டுள்ளது, இது கப்பலை மிதக்க வைக்கும் ஒரு மிதப்பு விசையை உருவாக்குகிறது.

• நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள்: நீர்மூழ்கிக் கப்பல்கள் அவற்றின் மிதப்பைக் கட்டுப்படுத்துவதன் மூலம் மூழ்கவும் மேலே வரவும் முடியும். அவை தங்கள் அடர்த்தியை சரிசெய்ய பாலஸ்ட் தொட்டிகளைப் பயன்படுத்துகின்றன, இது அவை நீரில் மூழ்க அல்லது உயர அனுமதிக்கிறது.

• மிதப்பு உதவிகள்: மிதப்பு உதவிகள், உயிர்காப்பு மேலங்கிகள் மற்றும் காற்று நிரப்பக்கூடிய தெப்பங்கள் போன்றவை, மக்களின் மிதப்பை அதிகரிப்பதன் மூலம் நீரில் மிதக்க உதவுகின்றன.

• ஹைட்ரோமீட்டர்கள்: ஹைட்ரோமீட்டர்கள் என்பது திரவங்களின் அடர்த்தியை அளவிடப் பயன்படும் கருவிகள். அவை ஆர்க்கிமிடீஸின் கொள்கையின் அடிப்படையில் செயல்படுகின்றன, அங்கு ஒரு ஹைட்ரோமீட்டர் ஒரு திரவத்தில் மூழ்கும் ஆழம் திரவத்தின் அடர்த்திக்கு நேர்மாறான விகிதாசாரமாகும்.

ஆர்க்கிமிடீஸின் கொள்கையை அடிப்படையாகக் கொண்ட மிதப்பு விதிகள், பொருட்கள் ஏன் மிதக்கின்றன அல்லது மூழ்குகின்றன என்பதை அடிப்படையாகப் புரிந்துகொள்வதை வழங்குகின்றன. இந்தக் கொள்கைகள் கப்பல் கட்டுமானம், நீர்மூழ்கிக் கப்பல் வடிவமைப்பு மற்றும் மிதப்பு உதவிகள் மற்றும் ஹைட்ரோமீட்டர்களின் வளர்ச்சி உட்பட பல்வேறு துறைகளில் நடைமுறை பயன்பாடுகளைக் கொண்டுள்ளன.

தொடர்ச்சி சமன்பாடு#

தொடர்ச்சி சமன்பாடு என்பது நிறைப் பாதுகாப்பை விவரிக்கும் பாய்ம இயக்கவியலில் ஒரு அடிப்படைக் கொள்கையாகும். ஒரு கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதம், கட்டுப்பாட்டு கனஅளவிலிருந்து வெளியேறும் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதத்திற்கு சமமாக இருக்க வேண்டும், கூடுதலாக கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் நிறை சேகரிப்பு விகிதம் இருக்க வேண்டும் என்று இது கூறுகிறது.

கணித உருவாக்கம்#

தொடர்ச்சி சமன்பாட்டை கணித ரீதியாக பின்வருமாறு வெளிப்படுத்தலாம்:

$$\frac{\partial \rho}{\partial t} + \nabla \cdot (\rho \mathbf{v}) = 0$$

இங்கு:

• $\rho$ என்பது பாய்மத்தின் அடர்த்தி
• $t$ என்பது நேரம்
• $\mathbf{v}$ என்பது பாய்மத்தின் திசைவேக திசையன்
• $\nabla \cdot$ என்பது டைவர்ஜென்ஸ் ஆபரேட்டர்

இயற்பியல் விளக்கம்#

தொடர்ச்சி சமன்பாட்டை பின்வருமாறு விளக்கலாம்:

• ஒரு கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் நிறையின் மாற்ற விகிதம், கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதத்திற்கு சமம்.
• ஒரு கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதம், கட்டுப்பாட்டு கனஅளவிலிருந்து வெளியேறும் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதத்தை விட அதிகமாக இருந்தால், கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் உள்ள நிறை அதிகரிக்கும்.
• ஒரு கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதம், கட்டுப்பாட்டு கனஅளவிலிருந்து வெளியேறும் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதத்தை விட குறைவாக இருந்தால், கட்டுப்பாட்டு கனஅளவுக்குள் உள்ள நிறை குறையும்.

பயன்பாடுகள்#

தொடர்ச்சி சமன்பாடு பல்வேறு பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது, அவற்றில்:

• பாய்ம இயக்கவியல்
• வெப்ப பரிமாற்றம்
• நிறை பரிமாற்றம்
• வேதியியல் வினைகள்
• சுற்றுச்சூழல் மாதிரியாக்கம்

எடுத்துக்காட்டு#

நிலையான குறுக்குவெட்டுப் பரப்பளவு $A$ மற்றும் ஒரு பாய்மம் $v$ திசைவேகத்துடன் குழாய் வழியாக பாய்வதைக் கவனியுங்கள். குழாயுக்குள் நிறைப் பாய்வு விகிதம் $\rho Av$ மற்றும் குழாயிலிருந்து வெளியேறும் நிறைப் பாய்வு விகிதமும் $\rho Av$ ஆகும். எனவே, குழாயுக்குள் நிகர நிறைப் பாய்வு விகிதம் பூஜ்ஜியமாகும் மற்றும் குழாயில் உள்ள நிறை மாறாமல் இருக்கும்.

தொடர்ச்சி சமன்பாடு என்பது நிறைப் பாதுகாப்பை விவரிக்கும் பாய்ம இயக்கவியலில் ஒரு அடிப்படைக் கொள்கையாகும். இது பாய்ம இயக்கவியல், வெப்ப பரிமாற்றம், நிறை பரிமாற்றம், வேதியியல் வினைகள் மற்றும் சுற்றுச்சூழல் மாதிரியாக்கம் உட்பட பரந்த அளவிலான பயன்பாடுகளில் பயன்படுத்தப்படுகிறது.

ஒரு பாய்மத்தின் ஆற்றல்#

திரவங்கள் மற்றும் வாயுக்கள் இரண்டும், அவற்றின் இயக்கம் மற்றும் உள் பண்புகள் காரணமாக ஆற்றலைக் கொண்டுள்ளன. பாய்மங்களின் ஆற்றலைப் புரிந்துகொள்வது பாய்ம இயக்கவியல், வெப்ப இயக்கவியல் மற்றும் பொறியியல் உட்பட பல்வேறு துறைகளில் முக்கியமானது. இந்தக் கட்டுரை பாய்மங்களுடன் தொடர்புடைய ஆற்றலின் வெவ்வேறு வடிவங்கள் மற்றும் அவ