دانلود کامل ترین جزوه بیومکانیک ۲

جزوه رنگی و تایپ شده بیومکانیک ۲

دانلود فایل

تالیف دکتر آذر آقایاری پیام نور دکتر ابوالفضل فراهانی پیام نور حمی علمی کاربردی ضا امینی کارشناسی ارشد خلاصه کتاب سوزان‌

(). “” ‌(ً ‌) ‌‌‌‌- “” ‌ً برای M < 0 3، حداکثر تغییرات چگالی کمتر از 5 درصد است. بنابراین جریان گاز با M <0 3 را می توان به عنوان تراکم ناپذیر در نظر گرفت. مقدار M = 0 3 در هوا در شرایط استاندارد مربوط به سرعت تقریباً 100 متر بر ثانیه است. به عنوان مثال، هنگامی که ماشین خود را با سرعت 65 مایل در ساعت رانندگی می کنید، هوای اطراف آن تغییر ناچیزی در چگالی دارد. همانطور که در فصل 12 خواهیم دید، سرعت صوت در یک گاز ایده آل با جزوه بیومکانیک ۲ به دست می آید که k نسبت گرمای ویژه، R ثابت گاز و T دمای مطلق است.
جریان های تراکم پذیر اغلب در کاربردهای مهندسی رخ می دهند. نمونه‌های متداول عبارتند از سیستم‌های هوای فشرده که برای نیرو دادن به ابزارهای فروشگاهی و مته‌های دندان‌پزشکی، انتقال گازها در خطوط لوله با فشار بالا، و سیستم‌های کنترل و سنجش پنوماتیک یا سیال استفاده می‌شوند. اثرات تراکم پذیری در طراحی هواپیماها و موشک های مدرن پرسرعت، نیروگاه ها، فن ها و کمپرسورها بسیار مهم است.
جریان های داخلی و خارجی

بیومکانیک ۲

جریان هایی که به طور کامل توسط سطوح جامد محدود می شوند، جریان های داخلی یا لوله ای یا مجرای نامیده می شوند. جریان بر روی اجسام غوطه ور در یک سیال نامحدود، جریان خارجی نامیده می شود. هر دو جریان داخلی و خارجی ممکن است ویسکوز یا متلاطم، تراکم پذیر یا غیر قابل تراکم باشند.
جریان آب در لوله نمونه ای از جریان داخلی است. عدد رینولدز برای جریان لوله به صورت Re=ρV D μ تعریف می شود که در آن V سرعت متوسط جریان و D قطر لوله است. این عدد رینولدز نشان می دهد که جریان لوله ویسکوز یا متلاطم خواهد بود. جریان عموماً برای Re≤2300 ویسکوز و برای مقادیر بزرگتر متلاطم خواهد بود: جریان در لوله‌ای با قطر ثابت کاملاً ویسکوز یا کاملاً متلاطم خواهد بود، بسته به مقدار سرعت V. جریان‌های داخلی را با جزئیات در فصل 8 بررسی خواهیم کرد.
ما قبلاً نمونه‌هایی از جریان‌های خارجی را دیدیم که در مورد جریان روی یک کره (شکل 2.14b) و یک جسم ساده (شکل 2.16) بحث کردیم. این جریان ها می توانند ویسکوز یا متلاطم باشند و علاوه بر این، لایه های مرزی می توانند ویسکوز یا متلاطم باشند. وقتی در فصل 9 جریان خارجی را مورد بحث قرار می‌دهیم، خواهیم آموخت که یک عدد رینولدز کلی برای صفحه ReL =ρU∞ L μ وجود دارد که نشان‌دهنده اهمیت نسبی نیروهای ویسکوز است. علاوه بر این، متوجه خواهیم شد که لایه مرزی برای Rex =ρU∞ x μ≤5 × 105 ویسکوز و برای مقادیر بزرگتر آشفته خواهد بود: یک لایه مرزی به صورت ویسکوز شروع می شود و اگر صفحه به اندازه کافی بلند باشد، لایه مرزی تبدیل به متلاطم خواهد شد.
اکنون مشخص شده است که محاسبه عدد رینولدز اغلب برای جریان های داخلی و خارجی بسیار آموزنده است. این و سایر گروه های مهم بدون بعد را در فصل 7 مورد بحث قرار خواهیم داد.
جریان داخلی از طریق ماشین های سیال در فصل 10 در نظر گرفته شده است و ما از اصل جزوه بیومکانیک ۲ تکانه زاویه ای برای توسعه روابط عملکرد استفاده می کنیم. پمپ‌ها، فن‌ها، دمنده‌ها، کمپرسورها و ملخ‌هایی که به جریان سیال انرژی می‌افزایند، توربین‌ها و آسیاب‌های بادی نیز در نظر گرفته می‌شوند. این فصل بحث مفصلی در مورد عملکرد سیستم های سیال دارد.
جریان داخلی مایعاتی که در آن یک سطح آزاد در معرض اتمسفر وجود دارد، جریان کانال باز نامیده می شود. نمونه های رایج جریان کانال باز شامل جریان در رودخانه ها، خندق های آبیاری و قنات ها می باشد. جریان کانال باز در فصل 11 بررسی خواهد شد.
هر دو جریان داخلی و خارجی می توانند تراکم پذیر یا غیر قابل تراکم باشند. جریان های تراکم پذیر را می توان به رژیم های مافوق صوت و مافوق صوت تقسیم کرد. ما جریان های تراکم پذیر را در فصل 12 مطالعه خواهیم کرد و در میان چیزهای دیگر خواهیم دید که جریان های مافوق صوت M > 1 بسیار متفاوت از جریان های زیر صوت M < 1 رفتار خواهند کرد. ما متوجه خواهیم شد که برای مثال، شکل یک نازل برای جریان مافوق صوت با شکل جریان مافوق صوت متفاوت است. خواهیم آموخت که حداکثر سرعت جریان برای جریان هوا از طریق یک نازل وجود دارد. جریان های مافوق صوت همچنین دارای امواج ضربه ای هستند که به طور قابل توجهی بر الگوهای جریان تأثیر می گذارد.
2.7 معادلات خلاصه و مفید
در این فصل، بررسی برخی از مفاهیم اساسی را که در مطالعه مکانیک سیالات استفاده خواهیم کرد، تکمیل کردیم. برخی از این موارد عبارتند از:
✓ نحوه توصیف جریان ها (خطوط زمانی، خطوط مسیر، خطوط جریان، خطوط خطوط).
✓ نیروها (سطح، بدنه) و تنش ها (برشی، عادی).
✓ انواع سیالات (نیوتنی، غیر نیوتنی-دیلاتانت، شبه پلاستیک، تیکسوتروپیک، رئوپکتیک، پلاستیک بینگهام) و ویسکوزیته (سینماتیک، دینامیک، ظاهری).
✓ انواع جریان ( چسبناک / غیر چسبنده، ویسکوز / متلاطم، تراکم پذیر / تراکم ناپذیر، داخلی / خارجی).
ما همچنین به طور مختصر در مورد برخی از پدیده های جالب مانند کشش سطحی، لایه های مرزی، بیداری ها و جریان سازی بحث کردیم. در نهایت، دو گروه بدون بعد بسیار مفید را معرفی کردیم – عدد رینولدز و عدد ماخ.
توجه: بیشتر معادلات جدول زیر تعدادی جزوه بیومکانیک ۲ محدودیت یا محدودیت دارند—حتما برای جزئیات به شماره صفحه آنها مراجعه کنید!

فصل 3
چالش ها و مسائل
جو استاندارد
3.1 در شرایط جوی استاندارد، یک گیج فشار یک مخزن را 2.1 psi می‌کند. فشار مطلق را بر حسب psia و kPa تعیین کنید.
3.2 فشار اتمسفر با افزایش ارتفاع کاهش می یابد که بر نقطه جوش آب و در نتیجه زمان پخت برخی از غذاها تأثیر می گذارد. دمای جوش آب را در محدوده سطح دریا تا 4000 متر با فرض شرایط جوی استاندارد تعیین و رسم کنید.
3.3 “ترک کردن” گوش زمانی رخ می دهد که هوا به سرعت از گوش داخلی جزوه بیومکانیک ۲ خارج می شود تا با تغییر ناگهانی فشار بیرونی سازگار شود. تغییر فشار را در صورتی که هنگام سوار شدن در ماشین، گوش‌های شما از ارتفاع 1000 متری به 600 متری پایین می‌آید، «پاپ» می‌شود، تعیین کنید. اگر خودرو از ارتفاع 3000 متری پایین آمد، تغییر ارتفاع را برای همان افت فشار تعیین کنید.
3.4 برای خودرویی که در ارتفاع 7000 فوتی پارک شده است، لاستیک در دمای اتمسفر است و فشار تایر 31 psi نشان داده شده است. فشار مطلق و گیج را برای لاستیک زمانی که ماشین به سطح دریا هدایت می شود و تایر تا 85 درجه فارنهایت گرم شده است، تعیین کنید.

دانلود رایگان خلاصه جزوه بیومکانیک ۲ کتاب پی دی اف Pdf

تغییرات فشار در یک سیال ساکن
3.5 یک پیستون مطابق شکل زیر روی مخزن پر از جیوه در دمای 20 درجه سانتیگراد قرار می گیرد. نیرویی به پیستون وارد می شود و ارتفاع ستون جیوه بالا می رود. وزن پیستون و نیروی اعمال شده را تعیین کنید.

3.6 یک مکعب 125 میلی لیتری از بلوط جامد توسط یک بند مانند شکل زیر آب نگه داشته می شود. نیروی آب روی سطح زیرین مکعب و کشش بند را محاسبه کنید.

3.7 فشار مطلق و گیج را در مخزن باز نفت خام 2.4 متر زیر سطح مایع محاسبه کنید. اگر مخزن بسته و تحت فشار 130 کیلو پاسکال باشد، فشار مطلق و گیج در این مکان چقدر است؟
3.8 یک مخزن باز حاوی آب تا عمق 6 فوت و یک لایه روغن در بالای آب است که عمق آن 3 فوت است. فشار پایین مخزن را تعیین کنید.
3.9 تراکم پذیری آب دریا تأثیر بسزایی در تغییر چگالی و فشار با عمق دارد. چگالی در سطح دریا جزوه بیومکانیک ۲ کیلوگرم بر متر مکعب و فشار اتمسفر است. چگالی و فشار را در عمق 10000 متری با فرض (الف) چگالی ثابت و (ب) تراکم پذیری E = 2 07 × 109Pa تعیین کنید.
3.10 یک مخزن آب که تا عمق 16 فوت پر شده است دارای یک پوشش بازرسی 1 اینچ × 1 اینچ در پایه است. روکش توسط یک براکت پلاستیکی در جای خود ثابت می شود که می تواند بار 9 پوندی را تحمل کند. تعیین کنید که آیا براکت در این شرایط به اندازه کافی قوی است یا خیر و عمق آبی که باعث شکستن براکت می شود.
3.11 مانومتر دو سیال نشان داده شده را در نظر بگیرید. اختلاف فشار اعمال شده را محاسبه کنید.

3.12 مانومتر نشان داده شده حاوی آب و نفت سفید است. با هر دو لوله باز به اتمسفر، ارتفاعات سطح آزاد با H0 = 20 0 mm متفاوت است. هنگامی که فشار 98.0 Pa gage به لوله سمت راست اعمال می شود، اختلاف ارتفاع را تعیین کنید.

دانلود رایگان خلاصه کتاب بیومکانیک pdf

3.13 فشار گیج را بر حسب کیلو پاسکال در نقطه a تعیین کنید، اگر مایع A دارای SG = 1 20 و مایع B دارای SG = 0 75 باشد. مایع اطراف نقطه a آب است و مخزن سمت چپ به اتمسفر باز است.

3.14 فشار px را در لامپ برای قرائت های مانومتر نشان داده شده تعیین کنید.

3.15 px−py را برای این مانومتر لوله U معکوس محاسبه کنید.

3.16 یک مخزن مستطیلی که به اتمسفر باز است تا عمق 2.5 متر پر می شود. یک مانومتر U-tube پر از مایع مانومتر آبی مریام (SG = 1.75) به مخزن 0.7 متر بالاتر از کف مخزن متصل می شود. قبل از اتصال مانومتر به مخزن، سطح صفر 0.2 متر زیر اتصال است. انحراف ℓ را پس از اتصال مانومتر تعیین کنید.

3.17 شکل یک نمای مقطعی را از طریق یک زیردریایی نشان می دهد. عمق subme را محاسبه کنید

3.18 مانومتر لوله شیبدار نشان داده شده دارای D = 96 mm و d = 8 mm است. زاویه q را تعیین کنید که انحراف 15 سانتی متر برای فشار گیج در مخزن 25 میلی متری آب ایجاد می کند. با انحراف یک مانومتر لوله عمودی مقایسه کنید.

3.19، همانطور که نشان داده شده است، آب در امتداد لوله ای که 30 در زیر افقی متمایل است، به سمت پایین جریان می یابد. اختلاف فشار pA-pB تا حدی به دلیل گرانش و تا حدی به دلیل اصطکاک است. یک عبارت جبری برای اختلاف فشار بدست آورید. اگر L=5 فوت و h=6 اینچ باشد، اختلاف فشار را ارزیابی کنید.

3.20 ارتفاع توسان، AZ، حدود 500 متر است، و کوه لمون حدود جزوه بیومکانیک ۲ متر بالاتر است. با فرض شرایط جوی استاندارد در توسان، فشار را در بالای کوه لمون با فرض (الف) اتمسفر تراکم ناپذیر و (ب) جوی که دما برای آن به طور خطی با ارتفاع تغییر می‌کند، تعیین کنید. نتیجه خود را با ارزش یک فضای استاندارد مقایسه کنید.
3.21 ارتفاع ناشی از عمل مویرگی آب در معرض هوا را در یک لوله دایره ای با قطر D = 0 5 میلی متر با ارتفاع بین دو صفحه موازی بی نهایت عمودی شکاف a = 0 5 میلی متر مقایسه کنید.
3.22 یک دروازه مستطیل شکل (عرض w = 2 متر) همانطور که نشان داده شده است، با یک توقف در لبه پایینی لولا شده است. عمق H را که دروازه را نوک می دهد، تعیین کنید.

3.23 یک دروازه صاف با ضخامت یکنواخت عمق آب را همانطور که نشان داده شده است نگه می دارد. حداقل وزن مورد نیاز برای بسته نگه داشتن دروازه را پیدا کنید.

3.24 یک دروازه مستطیلی عمودی به عرض 2.4 متر و ارتفاع 2.7 متر از یک طرف تحت فشار آب قرار می گیرد که سطح آب در بالای دروازه قرار دارد. دروازه در جزوه فیزیولوژی پزشکی لولایی است و توسط یک زنجیر افقی در بالا نگه داشته می شود. کشش زنجیر را تعیین کنید.
3.25 دروازه در قفل پو در Sault Ste. ماری، میشیگان، یک کانال W = 34 متر عرض، L = 360 متر طول، و D = 10 متر عمق را ببندید. هندسه یک جفت دروازه نشان داده شده است. هر دروازه در دیوار کانال لولا شده است. هنگامی که بسته می شود، لبه های دروازه در مرکز کانال توسط فشار آب به هم متصل می شوند. نیروی وارد شده توسط آب به دروازه A را ارزیابی کنید. مقدار و جهت مولفه های نیروی وارد شده توسط دروازه بر لولا را تعیین کنید. از وزن دروازه غافل شوید.

3.26 برای وضعیت نشان داده شده، فشار هوای مخزن را بر حسب psi بیابید. اگر گیت 10 فوت عرض داشته باشد نیروی وارد شده به دروازه در تکیه گاه B را محاسبه کنید. نمودار بدنه آزاد دروازه را با تمام نیروهای وارد شده و نقاط اعمال آنها نشان دهید.

معادله برنولی احتمالاً معروف ترین و مورد سوء استفاده ترین معادله در تمام مکانیک سیالات است. استفاده از آن همیشه وسوسه انگیز است زیرا یک معادله جبری ساده برای ارتباط فشار، سرعت و ارتفاع در یک سیال است. به عنوان مثال، برای توضیح بلند کردن بال استفاده می شود. در آیرودینامیک اصطلاح گرانش معمولا ناچیز است، بنابراین معادله. 6.8 نشان می دهد که هر جا سرعت نسبتاً زیاد است (مثلاً در سطح بالایی یک بال)، فشار باید نسبتاً کم باشد و هر جا که سرعت نسبتاً کم است (مثلاً در سطح پایین بال)، فشار باید نسبتاً بالا باشد و بالابر قابل توجهی ایجاد کند. معادله 6.8 نشان می دهد که به : = = = !

=