41 مسئله نمونه 11 2 تقریبا در چه درجه حرارتی آب جوش می آید اگر ارتفاع 10/000ft باشد.
راه حل : از ضمیمه A جدول 3.
A ← فشار درجه حرارت استاندارد در 10/000ft ارتفاع 10/11psia است.
ازضمیمه A جدول A.1 ← موقعیت فشار بخار Pv آب 10/11psia در حدود 1930F است (با درون یابی).
بنابراین آب در 10/000Ft در حدود 1930F به جوش می آید.
ANS با درجه حرارت جوش 2120F در سطح دریا مقایسه کنید.
این توضیح می دهد که چرا در ارتفاع بالاتر زمان ببیشتری برای پختن لازم است.
تمرینات: 1132 در چه فشاری در میلی بار مطلق آب در 700F به جوش می آید؟
213 2 در تقریبا چه درجه حرارتی آب در مکزیکوسیتی (ارتفاع 7400ft) به جوش می آید؟
به ضمیمه A مراجعه شود.
مسائل: 12 اگر وزن خاص گاز 12/40N/m3 باشد، حجم خاص آن در m3/kg چه قدر است؟
22 یک نمونه گاز در درجه حرارت و فشار مشخص 0/108 Ib/ft3 وزن دارد.
مقادیر چگالی، حجم خاص و چگالی خاص مرتبط با وزن هوا 0/075lb/ft3 را محاسبه کنید.
32 اگر یک گاز مشخص 8600N/m3 وزن داشته باشد، مقادیر، چگالی، حجم مشخص، گرانش مخصوص آب را در 150oc پیداکنید.
از ضمیمه A استفاده شود.
42 تغییر در حجم 15/00 lb آب در فشار اتمسفری اولیه برای شرایط زیر را بیابید.
(a) کاهش درجه حرارت با 50oF از oF 150 (b)، کاهش درج حرارت oF ¬¬50 از oF 150 به oF 100 (C) کاهش درجه حرارت or 50 oF 100 به oF 50 هر کدام را محاسبه کرده و به گرایش رد تغییرات حجم اشاره کنید.
5 2 در ابتدا وقتی با 1000/00m آب در oc 10 به سیلندر شیشه ای ریخته می شود، ارتفاع ستون آب 0/1000 میلی متر است.
آب و ظرفش تا oF 70 گرم می شوند.
فرض کنید که هیچ تبخیری وجود نداشته باشد.
پس عمق ستون آب چقدر می شود.
اگر ضریب انبساط حرارتی شیشه 3/8×10-6 باشد؟
تصویر 62 در عمق 4 مایلی در اقیانوس، فشار 9520 psi می باشد.
فرض کنید که وزن مخصوص در سطح 64/00 lb/ft3 باشد و حجم میانگین 320/000psi برای دامنه فشار است.
(a) تغییر در حجم مخصوص بین آنها سطح و آن عمق چقدر است؟
(b) حجم مخصوص در آن عمق چقدر است؟
(c) وزن مخصوص در آن عمق چقدر است؟
(d) درصد تغییر در حجم مخصوص چه قدر است؟
صفحه 42 62 (e) درصد تغییر در وزن خاص چه مقدار است؟
72 آب در درجه حرارت 68 درجه فارنهایت در یک سیلندر دراز و ثابت با قطر 600/0 وجود دارد.
یک پیستون فشاری بر روی آب ایجاد می کند.
اگر علی رغم اینکه اندازه داخلی ستون آب 00/25 باشد، اندازه اش چه مقدار می شود و در صورتی که 420 lb (پوند) فشار به پیستون وارد شود.
فرض کنید هیچ نشتی یا اصطکاکی وجود ندارد.
تصویر 7 2 82 تغییر را در حجم 10 متر مکعب آب در شرایط زیر حساب کنید (بیابید): (a) درجه حرارت از 60 درجه به 70 درجه سانتیگراد با فشار اتمسفر ثابت، افزایش می یابد.
(b) فشار از صفر به ده متر مکعب افزایش می یابد با درجه حرارت 60 درجه سانتیگراد: (C) درجه حرارت (دما) از 60 درجه به 50 درجه کاهش می یابد و با فشار ترکیب شده از 10 متر مکعب بیشتر می شود.
92 یک محفظه فولادی بسته سنگین با آب در درجه حرارت 40 درجه فارنهایت و فشار اتمسفر پر می شود.
اگر درجه حرارت آب و محفظه به 80 درجه فارنهایت افزایش یابد.
فشار جدید آب چه قدرخواهد شد؟
ضریب انبساط گرمایی فولاد 6.6×10-6 طبق درجه فارنهایت است.
فرض کنید محفظه با فشار آب تحت تأثیر قرار نمی گیرد.
استفاده کنید از جدول A.1 و تصویر 1.
2 شکل 9 2 10 2 تمرین 4-6-2 را برای موردی تکرار کنید که مخزن از موادی ساخته شده که ضریب انبساط گرمای 4/6×1-6mm/mm باشد.
112 (a) چگالی، وزن خاص و حجم خاص اکسیژن را در 50 KN/m2abs, 20oc محاسبه کنید.
(b) اگر اکسیژن در ظرف ثابت با حجم ثابت متراکم شدن فشار در صورتی که درجه حرارت به 100oC - کاهش یابد چه مقدار خواهد شد؟
122 (a) اگر بخار آب رد اتمسفر فشار جزئی 0/50 psia و درجه حرارت 90.F داشته باشد، وزن دقیق چقدراست؟
(b) اگر فشار سنج 14/50 psia خوانده شود، فشار جزئی هوای (خشک) و وزن خاص (دقیق) چقدر است؟
(c) وزن خاص اتمسفر (هوا به علاوه بخار آب موجود) چقدر است؟
132 (a) اگر بخار آب در اتمسفر فشار جزئی 3500pa و درجه حرارت 30oc داشته باشد، وزن خاص چقدر است؟
(b) اگر بارومتر 1.2kpa خوانده شود.
فشار جزئی هوای (خشک) و وزن خاص آن چقدراست؟
142 اگر وزن خاص بخار آب در اتمسفر 0/00065 lb/Ft3 و هوای خشک 0/074 lb/Ft3 باشد در زمانی که درجه حرارت 700F است (a) فشار جزئی بخار آب و هوای خشک در psia چقدر است؟
(b) وزن خاص اتمسفر (*هوا و بخار آب) چقدر است؟
(c) فشار بارومتری در psia چه مقدار است؟
152 اگر اتمسفر مصنوعی شامل 20 درصد اکسیژن و 80 درصد نیتروژن با حجم 101/32 KN/m2 abs و oc 20 حرارت باشد (a) وزن خاص و فشار جزئی اکسیژن چقدر است؟
(b) وزن خاص و فشار جزئی نیتروژن چه مقدار است؟
(c) وزن خاص ترکیب این دو گاز چقدر است؟
162 وقتی هوای محدود 70.F و 14/7 psia باشد و شامل 21 درصد اکسیژن با حجم 4/5 lb هوا باشد و درون یک مخزن اکسیژن با گنجایش 0/75 Ft3 قرار داده شده باشد.
(a) حجم مولی محدود چه مقدار متراکم شده است؟
(b) وقتی مخزن پر در شرایط محدود فشرده شده باشد، فشار هوا در مخزن چقدر است؟
(c) فشار جزئی (psia) و وزن خاص اکسیژن محدود چه مقدار است؟
(d) چه وزنی از اکسیژن در مخزن نگه داشته شده است؟
(e) فشار جزئی (psia) و وزن خاص اکسیژن در مخزن چقدر است؟
172 (a) اگر 10Ft3 از دی اکسید کربن در psia 15 , 500F به صورت هم دما به 2Ft3 متراکم شود، فشار به دست آمده چقدر است؟
(b) فشار و درجه حرارت چه قدر خواهد بود در صورتی که جریان بدون تغییر باشد؟
تعریف کننده عایق گرما K، برای دی اکسید کربن 28/1 است.
182 (a) اگر 350L دی اکسید کربن در 120KN/m2 , 20 oc به صورت هم دما به 50L متراکم شود، فشار حاصل چقدر است؟
(b) فشار و درجه حرارت چه مقدار است.
در صورتی که جریان بدون تغییر باشد؟
192 هلیم در 20 oc ,180KN/m2 به صورت هم دما به یک پنجم حجم اصلی اش متراکم می شود.
فشار نهایی اش چه قدر است؟
202 غلظت (چسبندگی) کامل گاز اص 0/0234 cp است.
درحالی که غلظت جنبشی 181 cst است و هردو در 100 oc , 10/3 mb asbs اندازه گیری می شوند.
جرم تقریبی ملار را محاسبه کنید و بگویید چه گازی تولید می شود.
212 بالابر هیدرولیکی نمونه، به طور رایج برای چرب کردن اتومبیلها مورد استفاده قرار می گیرد که شامل 000/10 کوبه دیامتری است که هر یک سیلندر 006/10 دیامتری لغزانده می شوند.
(تصویر P221).
فضای حلقوی با روغن با غلظت 0/0038ft2/sec پر می شود و با جاذبه مشخص 83/0 است.
اگر میزان (سرعت) حرکت کوبه V0/5 fps باشد، مقاومت اصطکاکی (سایشی) را بیابید و F را زمانی که 6ft از کوبه در سیلندر موجود باشد.
(درگیر باشد).
شکل 21-2 222 بالابر هیدرولیکی تحت به طور رایج برای چرب کردن اتومبیها مورد استفاده قرار می گیرد که شامل کوبه دیامتری 280/000 mm است که در یک سیلندر 280/18mm قطری لغزانده می شود.
(مثل تمرین 21-2) فضای حلقوی با روغن با غلظت 0/00042m2/sps و باجاذبه مشخص 86/0 پر می شود.
اگر میزان حرکت کوبه 0/22m/s باشد، مقاومت اصطکاکی را در صورتی که 2000 لز کوبه درگیر در سیلندر باشد پیدا کنید.
232 یک یاطاقان گرد شامل یک شعاع 00/8 در یک صفحه 01/8 با 10 طول است.
فضای آشکار (فرض کنید که هم شکل باشند) با 30SAE روغن شرقی در 100.Fپر می شود.
میزان گرمای تولید شده در یاطاقان گرد را زمانی که شعاع در 100rpm می چرخد محاسبه کنید.
به ضمیمه A مراجعه کرده و پاسخ را در Btu/hr بیان کنید.
شکل 23- 2 صفحه 44 242 مسئله 232 را برای موردی تکرار کنید که صفحه یک دیامتر 50/8 در داخل خود داشته باشد.
به روشن ترین حالت ممکن محاسبه کنید که سرعت شیب در روغن در شعاع و صفحه چه مقدار است.
252 چرخش های دیسک در جایگاه روغنی 2/4mm دارای پاکسازی از سطوح صافی است که در هر طرف دیسک وجود دارد.
سطح دیسک از شعاع 12 تا 86mm گسترش می یابد.
چه گشتاوری برای حرکت دیسک در 660 rmp لازم است در صورتی که غلظت مطلق روغن 0/12 N.S/m2 باشد.
262 خواسته شده تا حالت معمول مسئله 9-2 را برای موارد نهایی یک یاطاقان گرد (α=o) به کار ببرید.
طبق b بنابراین T=∞.
سپس یک ریشه معمولی جایگزین (متفاوت) را طراحی کنید که همچنین راه حل هایی را برای این دو موردنهایی تهیه کند.
272 مقداری هوای آزاد در فشار استاندارد سطح دریا (101/33Kpaabs) و درجه حرارت oc 20 است.
جدول A2 نشان میدهد که غلظت جنبش شناسی 7 15×10-6m2/s است.
(a) چرا این V صحیح نیست؟
(b) ارزش صحیح کدام است؟
282 مقداری هوای آزاد در فشار استاندارد سطح دریا (101/33 Kpa abs) و درجه حرارت oc 20 به صورت متراکم شده است.
اکنون فشار آن 194/5 kpa و درجه حرارت آن oc 80 است.
جدول A.2 نشان می دهد که غلظت جنبش شناسی V 20/9×10-6 m2/s است.
(a) چرا این v نادرست است؟
(b) ارزش درست چیست اگر تراکم هم دما باشد؟
29ـ2ـ آب خالص در 500F در یک لوله شیشه ای 04/0 قطر قرار دارد در ارتفاع 78/06 ارتفاع صحیح ثابت را محاسبه کنید.
30ـ2 (a) حالتی را برای بلندی مویی (یا گودی) بین دو صفحه عمودی موازی به دست آورید.
(b) اگر صفحات شیشه ای تمیز با 1/2mm جدا شده باشند، انتظار دارید آب oc 10 چقدر (در mm) بالا بیاید؟
31ـ2ـ با چه مقدار فشار در یک حباب هوای 2mm قطری در آب oc 15، فشار در آب دور گیرنده فراتر می رود؟
32ـ2ـ فشار اضافی در یک حباب صابون 0/5 mm شناور در هوا را که در فشار سطح محلول صابون 0/0035lb/ft است را تعیین کنید.
33ـ2ـ آب در 170oF در یک جام در یک ظرف هوا ناپذیر قرار دارد.
هوا بتدریج از ظرف با تلمبه خارج می شود.
چه کاهشی در هوای استاندارد در فشار 14/7Psia باید قبل از جوشیدن آب به دست آید؟
34ـ2ـ آب در تقریبا چه درجه حرارتی در بالا کوه کلیمانجارو (با ارتفاع 5895m) می جوشد؟
به پیوست A رجوع شود.
صفحه 45 فصل سوم استاتیک (ایست شناسی) مایع: در مایعات در پایه، هیچ تنش برشی وجود ندارد.
بنابراین، تنها نیروهای طبیعی بر علت فشار وجود دارند.
نیروهای طبیعی که با مایعات استاتیک تولید می شود اغلب خیلی مهم هستند.
به عنوان مثال، آنها مایلند که به سدهای بتنی، مخزن های فشار انفجاری و دریچه های قفل شکست در کانالها ریخته شوند.
بدیهی است که ما برای طراحی چنین تسهیلاتی نیازمند این هستیم که دامنه ها و موقعیتهای نیروهای فشار طبیعی را محاسبه کنیم.
ما برای درک آنها می توانیم ابزاری را برای اندازه گیری فشارها و سیستمهای گسترش دهیم که فشارها را انتقال می دهند مثلا برای ترمزها و بالابرهای اتومبیل، توجه داشته باشید که نیروهای فشار طبیعی تنها می توانند در یک مایع محرک رخ دهند.
اگر مایع در حجم بدون انحرف بدون تغییر شکل) حرکت کند یعنی چه جامد و چه ثابت باشد.
برای چنین مثالی، بخش 1-3 را مشاهده کنید.
اما نسبتاً ناچیز است.
میانگین شدت فشار P، نیروی مورد استفاده در منطقه واحد است.
اگر F نشان دهنده نیروی فشار طبیعی کل در بعضی مناطق معین A باشد، در حالی که d5 نشان د هنده نیروی وارد بر منطقه اندک dA است.
فشار می باشد.
اگر فشار در کل منطقه بیش از اندازه یک دست شود، پس P=F/A ما در سیستم گرانشی بریتانیا (BG) معمولا فشار را در پوندهای هر اینچ مجذور (psi) یا پوندهای هر فوت مجذور (Lb/ft2=psf) بیان می کنیم در حالی که در واحدهای SI معمولا از پاسکال (pa=N/m2) یا (KN/m2)kpa استفاده می کنیم.
قبلا بارها و میلی بارها در سیستمهای متریک برای بیان فشار استفاده می شوند.
1mb=100pa.
صفحه 46 1ـ3ـ فشار در یک نقطه یکسان با تمام جهات: در جامد به خاطر احتمال فشارهای انحرافی (فرعی) بین ذرات هم جوار، فشارهای وارد شده بر یک نقطه در جهت های مختلف ممکن است متفاوت باشد.
اما هیچ فشار جنبی (انحرافی) نمی تواند در مایع در حالت پایه وجود داشته باشد و تنها نیروهای بین سطوح هم جوار، نیروهای فشار طبیعی بر سطوح هستند.
بنابراین، فشار در هر نقطه در مایع پایه در هر جهت یکسان است.
ما می توانیم ثابت کنیم که با رجوع به نمودار 1-3 که جزء تکه مانند (گوه مانند) خیلی کوچک، مایع در پایه ای که در خط عمود ضخیمی در صفحه کاغذی ثابت و مساوی dy است.
نشان می دهد.
P را فشار میانگین در هر تصویری در صفحه کاغذی قرص کنید.
Α را همان قدر که نشان می دهد.
PZ,Px فشارهای میانگین در