द्रव प्रवाह – परिभाषा और प्रकार | द्रव प्रवाह दर | उदाहरण
द्रव प्रवाह – परिभाषा और प्रकार | द्रव प्रवाह दर | उदाहरण
Flow ‘of Liquids in Hindi
द्रवों का प्रवाह (Flow ‘of Liquids)
- द्रव प्रवाह, तरल पदार्थों की गति है. यह द्रव यांत्रिकी का एक हिस्सा है. द्रव प्रवाह को विभिन्न गुणों जैसे कि वेग परिवर्तन, दबाव ड्रॉप, घनत्व भिन्नता, मार्ग इत्यादि पर परिभाषित किया जाता है.
द्रवों का प्रवाह के प्रकार –
- द्रवों का प्रवाह मुख्यतः तीन प्रकार का होता है
(i) धारा रेखीय प्रवाह (Stream Lined Flow)
- यदि द्रव के प्रवाह में किसी एक विन्दु से होकर गुजरने वाले द्रव के सभी कण एक ही वेग से, एक ही मार्ग से होकर गुजरें तब यह प्रवाह, धारा रेखीय प्रवाह (streamlined flow) कहलाता है। एक बिन्दु से होकर गुजरने वाले द्रव के कण जिस रेखीय पथ पर गति करते हैं, धारा रेखा कहलाती है तथा इसके किसी बिन्दु पर खींची गई स्पर्श रेखा उस विन्दु पर द्रव के प्रवाह की दिशा को प्रदर्शित करता है। उदाहरण– यदि तरल किसी बेलनाकार ( cylindrical) पाइप में धारा रेखी गति से वह रहा है तो पाइप के पास वाली परतों की गति न्यूनतम होती है और जैसे-जैसे पाइप से दूर जाते हैं, परतों की गति बढ़ती जाती है।
(ii) पटलित प्रवाह (Laminar Flow)
- यदि एक द्रव किसी क्षैतिज सतह पर धारा रेखीय प्रवाह में भिन्न-भिन्न वेगों की परतों के रूप में बह रहा हो तथा परतें आपस में मिलती न हों, तो द्रव का प्रवाह पटलित प्रवाह कहलाता है। इस प्रवाह में द्रव प्रवाह का वेग सदैव द्रव के क्रान्तिक वेग से कम होता है।
(iii) विक्षुब्ध प्रवाह (Turbulent Flow)
- यदि द्रव के प्रवाह में किसी एक बिन्दु से होकर गुजरने वाले द्रव के कण भिन्न-भिन्न वेगों से, भिन्न-भिन्न मार्गों से होकर गुजरें, तब द्रव का यह प्रवाह विक्षुब्ध प्रवाह कहलाता है अथवा जब द्रव प्रवाह का वेग उसके क्रान्तिक वेग से अधिक होता है तब द्रव के कण अनियमित गति करते हैं तथा उनका प्रवाह, विक्षुब्ध प्रवाह कहलाता है।
द्रव प्रवाह को प्रभावित करने वाले कारक:
- द्रव की चिपचिपाहट
- घनत्व
- वेग
- द्रव का तापमान
- पाइप की लंबाई
- पाइप का आंतरिक व्यास
- पाइप की आंतरिक खुरदरापन
क्रान्तिक वेग (Critical Velocity)
- द्रव का वह निश्चित वेग जिससे कम वेग पर द्रव का प्रवाह धारा रेखीय तथा उससे अधिक वेग पर द्रव का प्रवाह विक्षुब्ध प्रवाह हो जाता है, क्रान्तिक वेग कहलाता है। क्रान्तिक वेग नली की त्रिज्या पर निर्भर करता है तथा तरल का घनत्व अधिक होने पर क्रान्तिक वेग भी अधिक होता है।
रेनाल्ड संख्या (Reynold’s Number)
- रेनाल्ड संख्या एक विशुद्ध संख्या है, जो किसी नली में द्रव के प्रवाह की प्रकृति बताती है।
- अर्थात्, किसी बहते तरल के लिए रेनाल्ड संख्या, प्रति एकांक क्षेत्रफल जड़त्वीय बल व प्रति एकांक क्षेत्रफल श्यान बल के अनुपात के तुल्य होती है।
NR = प्रति एकांक क्षेत्रफल जड़त्वीय बल / प्रति एकांक क्षेत्रफल श्यान बल
यदि रेनाल्ड संख्या का मान
- 0 व 2000 के मध्य हो, तो द्रव का प्रवाह धारा रेखीय अथवा पटलित होगा।
- 2000 व 3000 के मध्य हो तो द्रव का प्रवाह अस्थायी होगा अर्थात् धारा रेखीय से विक्षुब्ध प्रवाह में परस्पर परिवर्तित होगा।
- 3000 से अधिक हो तो द्रव का प्रवाह निश्चित रूप से विक्षुब्ध होगा।
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द्रवों का प्रवाह (Flow ‘of Liquids) FAQs :-
Q. द्रव की इकाई क्या है?
- इसकी इकाई N/m3 है।
Q. द्रव कब उबलता है?
- जब किसी द्रव का वाष्प दाब उसके वायुमण्डलीय दाब के बराबर हो जाता है तो द्रव उबलने लगता है। किसी पदार्थ का क्वथनांक वह तापमान होता है जिस पर द्रव का वाष्प दाब द्रव के चारों ओर के दाब के बराबर होता है और द्रव वाष्प में बदल जाता है। इसलिए, द्रव उबलता है।
1. यदि हम किसी दिए गए बल के क्षेत्र को बढ़ाते हैं, तो इससे दाब (प्रति इकाई क्षेत्र) [RRB 2018]
(a) बढ़ जाता है
(c) कम हो जाता है
(b) अपरिवर्तित रहता है
(d) शून्य हो जाता है
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उत्तर ⇒ { c }
2. थ्रस्ट (प्रणोद) प्रति इकाई क्षेत्र को क्या कहा जाता है? [RRB 2018]
(a) वस्तुमान
(b) बल
(c) दाब
(d) क्षेत्रफल
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उत्तर ⇒ { c }
3. रेल के नीचे लकड़ी के स्लीपर ( शहतीर ) इस्तेमाल किए जाते हैं। यह क्या उत्पादित करते हैं? [RRB 2018]
(a) बड़ा क्षेत्र, जिससे दाब घटे
(b) छोटा क्षेत्र, जिससे दाब बढ़े
(c) बड़ा क्षेत्र, जिससे दाब बढ़े
(d) लकड़ी के स्लीपर आसानी से मिल जाते हैं
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उत्तर ⇒ { a }
4. किस द्रव को काँच के एक बीकर में रखा गया है । द्रव स्तम्भ द्वारा बीकर के आधार पर आरोपित दाब के सम्बन्ध में, निम्नलिखित में से कौन-सा एक कथन सही है? [NDA 2020]
(a) दाब, बीकर के आधार के क्षेत्रफल पर निर्भर करता है
(b) दाब, द्रव स्तम्भ की ऊँचाई पर निर्भर करता है
(c) दाब, द्रव के घनत्व पर निर्भर नहीं करता है
(d) दाब, न तो बीकर के आधार के क्षेत्रफल पर निर्भर करता है, न ही द्रव स्तम्भ की ऊँचाई पर निर्भर करता है
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उत्तर ⇒ { b }
5. 1 पास्कल 1… के बराबर होता है । [SSC CHSL 2018]
(a) न्यूटन मी2
(c) न्यूटन मी
(b) न्यूटन मी-2
(d) न्यूटन मी-1
उत्तर ⇒ ???????
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