آزمایشگاه آزاد؛ بدون نیاز به ورود
چرا آب در بخش باریک لوله تندتر می‌ره؟
آب در یک لوله‌ی باریک‌تر، سریع‌تر جریان پیدا می‌کنه. اگر مسیر تندتر بشه، فشارش چه تغییری می‌کنه؟
آزمایش رو شروع کنسرعت بخش پهن و شعاع هر دو بخش رو تنظیم کن. برای اثر ونتوری، شعاع بخش باریک رو کم‌تر از شعاع بخش پهن نگه دار؛ نسبت سرعت خروجی به عدد صحیح گرد شده و شکل فشارها هم مقیاس واقعی نداره.
آزمایشگاه در حال آماده شدنه…
حالا خودت امتحان کن
هر بار فقط یک چیز رو تغییر بده تا اثرش رو ببینی. قبل از اجرا، نتیجه رو حدس بزن.
یک لوله با گلوگاه باریک
سرعت بخش پهن رو روی ۱ متر بر ثانیه، شعاع پهن رو روی ۰٫۰۲۵ متر و شعاع باریک رو روی ۰٫۰۱۲ متر بگذار. اجرا کن.
حدست چیه؟ سرعت آب در بخش باریک چند برابر سرعت بخش پهنه؟
توضیح نتیجه رو ببین
سرعت بخش باریک حدود ۴٫۳۴ متر بر ثانیه می‌شه؛ فشارِ آن بخش در مدل حدود ۸٫۹ کیلوپاسکال پایین‌تره. نسبت سرعت در کارت به عدد صحیح ۴ گرد شده.
سرعت ورودی رو دو برابر کن
شعاع‌ها رو ثابت نگه دار و سرعت بخش پهن رو از ۱ به ۲ متر بر ثانیه برسون. دوباره اجرا کن.
حدست چیه؟ دو برابر شدن سرعت ورودی، اختلاف فشار رو دو برابر می‌کنه یا چهار برابر؟
توضیح نتیجه رو ببین
سرعت بخش باریک هم دو برابر می‌شه و به حدود ۸٫۶۸ متر بر ثانیه می‌رسه. اختلاف فشار به حدود ۳۵٫۷ کیلوپاسکال می‌رسه؛ چهار برابر آزمایش اول، چون در رابطه‌ی برنولی سرعت به توان دو می‌رسه.
دهانه‌ی باریک رو کمی بازتر کن
سرعت بخش پهن رو ۱ متر بر ثانیه و شعاع پهن رو ۰٫۰۲۵ متر نگه دار. شعاع باریک رو از ۰٫۰۱۲ به ۰٫۰۱۵ متر تغییر بده و اجرا کن.
حدست چیه؟ وقتی بخش باریک بازتر بشه، سرعت و افت فشار نسبت به قبل چه تغییری می‌کنن؟
توضیح نتیجه رو ببین
سرعت باریک به حدود ۲٫۷۸ متر بر ثانیه و افت فشار به حدود ۳٫۴ کیلوپاسکال کم می‌شه. گلوگاه کم‌تر تنگه، پس جریان کم‌تر شتاب می‌گیره؛ نسبت سرعت هم به ۳ گرد می‌شه.
پشت این حرکت چه خبره؟
آب در لوله از بین نمی‌ره
A_w*v_w = A_n*v_n
در جریان پایدار و برای آبِ تراکم‌ناپذیر، در هر مقطع یک حجم یکسان در هر ثانیه رد می‌شه. برای همین بخش باریک‌تر باید سرعت بیش‌تری داشته باشه.
مساحت با مربع شعاع تغییر می‌کنه
v_n/v_w = (r_w/r_n)^2
مقطع لوله دایره‌ایه؛ پس اگر شعاع رو نصف کنی، مساحت به یک‌چهارم می‌رسه و برای همان جریان سرعت چهار برابر می‌شه.
سرعت بیش‌تر، فشار کم‌تر در گلوگاه
P_w-P_n = 0.5*rho*(v_n^2-v_w^2)
در مدل ایده‌آل و هم‌ارتفاع، فشار ساکن و انرژی جنبشیِ جریان با هم موازنه می‌شن. وقتی سرعت در بخش باریک بالا می‌ره، فشار آن‌جا نسبت به بخش پهن پایین‌تر می‌آد.
سؤالت رو بپرس، جوابش رو هم ببین
وقتی توی چت دربارهٔ یک مفهوم درس می‌خونی، دستیار هوش مصنوعی می‌تونه شبیه‌سازی مرتبط رو کنار توضیحش نشون بده. پارامترها رو تغییر می‌دی و با کمک توضیح بعدی، نتیجه رو بهتر می‌فهمی.
شروع یادگیری با چتبرای ادامه در چت، وارد مسیر شروع و ورود می‌شی. نتیجهٔ این آزمایش به چت منتقل نمی‌شه.
نمونهٔ نمایشی از آموزش در چت
چرا فشار در گلوی ونتوری پایین می‌آد؟
در یک جریان ایده‌آل و هم‌ارتفاع، فشار و انرژی جنبشی با هم موازنه دارن. آب در بخش باریک تندتر می‌ره، پس سهم انرژی جنبشی بالا می‌ره و فشار ساکن پایین می‌آد. این ویجت فقط اختلاف فشار رو حساب می‌کنه و اتلاف واقعی لوله رو نداره.
سؤال‌های رایج
چرا باریک شدن لوله سرعت رو زیاد می‌کنه؟
برای آبِ تراکم‌ناپذیر در جریان پایدار، در هر ثانیه باید از هر مقطع حجم یکسانی بگذره. مقطع کوچک‌تر برای عبور همان حجم، سرعت بیش‌تری می‌خواد.
آیا افت فشار با دو برابر شدن سرعت دو برابر می‌شه؟
در این مدل نه؛ اختلاف فشار با اختلاف مربع سرعت‌ها حساب می‌شه. وقتی سرعت ورودی دو برابر بشه و شعاع‌ها ثابت بمونن، اختلاف فشار چهار برابر می‌شه.
اگر شعاع باریک از شعاع پهن بیش‌تر باشه چی؟
دیگه آن بخش گلوگاه باریک نیست. کد به‌خاطر گرفتن قدرمطلق هنوز عدد مثبتِ «افت فشار» می‌ده، درحالی‌که رابطه‌ی برنولی برای بازشدن مقطع افزایش فشار می‌ده؛ آزمایش‌های صفحه این حالت رو به کار نمی‌برن.
چرا نشانگرهای دایره‌ای رو نباید فشار دقیق بدونم؟
یکی از نشانگرها عددی از سرعت ورودی رو نشان می‌ده و دیگری منفیِ اختلاف فشار رو؛ هیچ‌کدوم فشار مطلقِ دو نقطه نیست. برای مقایسه، عددهای خروجی و فرمول رو بخون.