พลศาสตร์ของไหล (Fluid Dynamics) 

1 ของไหลอุดมคติ 
คุณสมบัติของไหลอุดมคติมี ดังนี้

1. มีการไหลอย่างสม่ำเสมอ ( Steady Flow ) หมายถึง ความเร็วของทุกอนุภาค ณ ตำแหน่ง

    บนพื้นที่หน้าตัดเดียวกันในของไหลมีค่าคงตัว

2. เป็นการไหลโดยไม่หมุน ( Irrotational flow ) คือ ในบริเวณโดยรอบจุดหนึ่งๆ ในของไหล

    จะไม่มีอนุภาคของของไหลเคลื่อนที่ด้วยอัตราเร็วเชิงมุมรอบจุดนั้นๆ เลย

3. เป็นการไหลที่ไม่มีแรงต้านเนื่องจากความหนืด ( Nonviscous flow ) ไม่มีแรงต้านใดๆ

    ภายในเนื้อของไหลมากระทำต่ออนุภาคของไหล

4. ไม่สามารถอัดได้ (Incompressible flow ) ในทุกๆส่วนของของไหลมีความหนาแน่นคงตัว

 

2 สมการความต่อเนื่อง (The equetion of continunuty) 

            เป็นสมการที่ใช้ศึกษาการไหลของของไหลภายในท่อ การไหลของของไหลในท่อที่มีขนาดไม่สม่ำเสมอไหลจากปลาย [2] ซึ่งมีพื้นที่หน้าตัด  A2 ไปยังปลาย [1] ซึ่งมีพื้นที่หน้าตัด A1  ดังรูป

 

  

              เนื่องจากของไหลไม่สามารถไหลผ่านผนังท่อและไม่มีการสร้างหรือทำลายของไหลในท่อ ดังนั้นมวลของของไหลที่ผ่านแต่ละส่วนของท่อ
การไหลในเวลา 
  เดียวกันจึงมีค่าเท่ากัน

 คือ

                             

                 

เนื่องจากของไหลอุดมคติไม่สามารถอัดได้ ดังนั้น ความหนาแน่นจึงคงตัว

      แสดงว่า                       

      จะได้                           

 สมการดังกล่าวเรียกว่า สมการความต่อเนื่อง (The equation of  continuity ) สรุปใจความได้ว่า  ผลคูณระหว่างพื้นที่หน้าตัดกับอัตราเร็วของของไหลอุดมคติ ไม่ว่าจะอยู่ที่ตำแหน่งใดในท่อ การไหลจะมีค่าคงตัว

 

3 สมการของแบร์นูลลี (Bernoulli's Equetion ) 

 

 

 การประยุกต์ สมการแบร์นูลลี

1.  การหาอัตราเร็วของของเหลวที่พุ่งออกจากรูเล็กๆ

สถานะการณ์จำลอง ความดันของน้ำที่ไหลออกจากถัง ซึงพบเห็นได้ในชีวิตประจำวันของเรา โดย Lisa  Denise  Murphy (University of Illinois)

กดปุ่ม Start  แล้วสังเกตการไหลของน้ำที่รูข้างล่างแล้วหาคำตอบให้ได้ว่า  ความดันกับการไหลของน้ำจาก java applet  สัมพันธ์กันอย่างไร

2.  มาตรเวนจูรี เป็นอุปกรณ์ที่ใชวัดอัตราการไหลของของไหลในท่อ  เนื่องจากท่ออยู่ในแนวระดับ  สมการของแบร์นูลลี สามารถเขียนได้ว่า
 
“ผลรวมของความดัน  พลังงานจลน์ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร และพลังงานศักย์ต่อหนึ่งหน่วยปริมาตร ณ ตำแหน่งใด ๆ  ภายในท่อที่ของไหลผ่านมีค่าคงตัวเสมอ”

รูป แสดงเครื่องมือ เวนจูรี   

 

     แรงยกของปีครื่องบิน
ลักษณะ
ปีกเครื่องบินด้านบนของปีกโค้งมน ส่วนด้านล่างของปีกจะราบ เมื่ออากาศเคลื่อนที่ผ่านปีกเครื่องบินจะทำให้อากาศด้านบนปีกมีความเร็วมากกว่าบริเวณใต้ปีก ทำให้ความดันอากาศด้านใต้ปีกมากกว่าความดันอากาศด้านบนของปีกเครื่องบิน จึงทำให้เกิด แรงยก ทำให้เครื่องบินสามารถยกตัวขึ้นได้ (ในกรณีนี้เราถือว่าระดับความสูงไม่เปลี่ยนเพราะความสูงแตกต่างกันน้อยมากประกอบกับความหนาแน่นของอากาศมีค่าน้อย) ดังรูป ด้านล่าง  เราสามารถนำหลักการนี้ไปอธิบาย เวลาที่เกิดพายุ พายุสามารถพัดพาเอาหลังคาบ้านไปตกที่ไกล ๆ จากตัวบ้านได้ หรือ เวลาที่เราขับรถเร็ว ๆ  การบังคับรถจะยากขึ้นเพราะรถเกาะถนนน้อยลง


สมการที่ใช้ในการคำนวณแรงยกของปีกเครื่องบิน หรือหลังคาเมื่อเกิดพายุ 
 

กลับสู่ด้านบน

 

 

 

กลับหน้าสารบัญ

กลับหน้าแรกโฮมเพจฟิสิกส์ราชมงคล