Fluid Mechanics MCQ Quiz in हिन्दी - Objective Question with Answer for Fluid Mechanics - मुफ्त [PDF] डाउनलोड करें

सही उत्तर मुंबई है।

प्रमुख बिंदु

• बेंगलुरु में आयोजित सैयद मुश्ताक अली ट्रॉफी के फाइनल में मुंबई ने मध्य प्रदेश को पांच विकेट से हरा दिया।
• टीम ने 175 रन के लक्ष्य का सफलतापूर्वक पीछा किया और मात्र 17.5 ओवर में पांच विकेट पर 180 रन बनाकर जीत हासिल कर ली।
• इस जीत के साथ मुंबई ने दूसरा सैयद मुश्ताक अली ट्रॉफी खिताब जीत लिया, उनकी पहली जीत 2022 में आएगी।
• सूर्यकुमार यादव (48), अजिंक्य रहाणे (37) और सूर्यांश शेडगे (36*) और अथर्व अंकोलेकर (16*) के बीच महत्वपूर्ण साझेदारी का योगदान रहा।

अतिरिक्त जानकारी

• सैयद मुश्ताक अली ट्रॉफी भारत का प्रमुख घरेलू टी-20 क्रिकेट टूर्नामेंट है, जिसका नाम महान भारतीय क्रिकेटर के नाम पर रखा गया है।
• सूर्यकुमार यादव और अजिंक्य रहाणे ने शुरुआती झटकों के बाद मुंबई की पारी को स्थिर करने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाई।
• मध्य प्रदेश के लिए रजत पाटीदार ने सबसे अच्छा प्रदर्शन किया, उन्होंने नाबाद 81 रन बनाए, जो टूर्नामेंट में उनका पांचवां अर्धशतक था।
• मध्य प्रदेश को अभी अपना पहला सैयद मुश्ताक अली ट्रॉफी खिताब जीतना बाकी है।
• इस मैच में काफी उतार-चढ़ाव भरे माहौल में असाधारण प्रदर्शन देखने को मिला और मुंबई ने अंततः अपनी सामूहिक बल्लेबाजी शक्ति के कारण जीत हासिल की।

व्याख्या:

वाष्प दाब:

• वाष्प दाब द्रवों और उनके प्रावस्था संक्रमणों के अध्ययन में एक मौलिक अवधारणा है। इसे किसी दिए गए तापमान पर अपने द्रव के साथ साम्यावस्था में वाष्प द्वारा लगाए गए दाब के रूप में परिभाषित किया जाता है। इसका मतलब है कि एक विशिष्ट तापमान पर, द्रव प्रावस्था से बाहर निकलने और वाष्प प्रावस्था में प्रवेश करने के लिए कुछ द्रव अणुओं में पर्याप्त गतिज ऊर्जा होगी, जिससे एक गतिशील साम्यावस्था बनती है जहाँ वाष्पीकरण की दर संघनन की दर के बराबर होती है।
• जब एक द्रव को एक बंद पात्र में रखा जाता है, तो अणु लगातार द्रव और वाष्प प्रावस्थाओं के बीच गति करते हैं। प्रारंभ में, वाष्पीकरण की दर संघनन की दर से अधिक होती है क्योंकि वाष्प प्रावस्था में कुछ अणु होते हैं। जैसे-जैसे अधिक अणु वाष्प प्रावस्था में प्रवेश करते हैं, संघनन की दर बढ़ जाती है। अंततः, एक साम्यावस्था की स्थिति प्राप्त होती है जहाँ वाष्पीकरण करने वाले अणुओं की संख्या संघनित होने वाले अणुओं की संख्या के बराबर होती है। इस साम्यावस्था की स्थिति में वाष्प द्वारा लगाया गया दाब वाष्प दाब कहलाता है।

वाष्प दाब को प्रभावित करने वाले कारक:

• तापमान: तापमान के साथ वाष्प दाब बढ़ता है क्योंकि उच्च तापमान अणुओं को द्रव प्रावस्था से बाहर निकलने के लिए अधिक ऊर्जा प्रदान करते हैं।
• द्रव की प्रकृति: विभिन्न द्रवों में एक ही तापमान पर अलग-अलग वाष्प दाब होते हैं। उदाहरण के लिए, ईथर जैसे वाष्पशील द्रवों में पानी जैसे कम वाष्पशील द्रवों की तुलना में उच्च वाष्प दाब होता है।

व्याख्या:

पंप का प्राइमिंग

• पंप के प्राइमिंग का अर्थ है पंप के आवरण और सक्शन लाइन से हवा को निकालना ताकि यह सुनिश्चित हो सके कि पंप कुशलतापूर्वक संचालित हो। यह प्रक्रिया पंप के उचित कार्य के लिए महत्वपूर्ण है, खासकर उन मामलों में जहां पंप का उपयोग निचले स्तर से उच्च स्तर तक तरल पदार्थ उठाने के लिए किया जाता है।
• पंपों को दबाव अंतर बनाकर तरल पदार्थों को स्थानांतरित करने के लिए डिज़ाइन किया गया है। हालांकि, जब पंप के आवरण या सक्शन लाइन में हवा फंस जाती है, तो यह दबाव अंतर को बाधित कर सकती है और पंप को सही ढंग से काम करने से रोक सकती है। प्राइमिंग में पंप के आवरण और सक्शन लाइन को पंप किए जाने वाले तरल पदार्थ से भरना शामिल है, यह सुनिश्चित करना कि सिस्टम में कोई हवा फंसी नहीं है। यह पंप को आवश्यक दबाव अंतर बनाने और तरल पदार्थ को कुशलतापूर्वक स्थानांतरित करने की अनुमति देता है।

प्राइमिंग के तरीके:

• मैनुअल प्राइमिंग: इस विधि में पंप किए जाने वाले तरल पदार्थ से पंप के आवरण और सक्शन लाइन को मैन्युअल रूप से भरना शामिल है। यह एक प्राइमिंग पंप, एक प्राइमिंग चैंबर का उपयोग करके, या तरल पदार्थ को सीधे पंप में डालकर किया जा सकता है।
• स्वचालित प्राइमिंग: कुछ पंप स्वचालित प्राइमिंग सिस्टम से लैस होते हैं जो पंप के आवरण और सक्शन लाइन से हवा को निकालने के लिए एक छोटे सहायक पंप या प्राइमिंग चैंबर का उपयोग करते हैं। ये सिस्टम स्वचालित रूप से प्राइम को बनाए रखने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिससे निरंतर संचालन सुनिश्चित होता है।

प्राइमिंग का महत्व:

• कैविटेशन को रोकता है: कैविटेशन तब होता है जब पंप में हवा के बुलबुले बनते हैं और टूटते हैं, जिससे पंप के घटकों को नुकसान होता है। प्राइमिंग सुनिश्चित करता है कि सिस्टम में कोई हवा नहीं है, जिससे कैविटेशन को रोका जा सकता है और पंप के जीवन का विस्तार किया जा सकता है।
• कुशल संचालन सुनिश्चित करता है: पंप के आवरण या सक्शन लाइन में हवा दबाव अंतर को बाधित कर सकती है और पंप की दक्षता को कम कर सकती है। प्राइमिंग सुनिश्चित करता है कि पंप अपनी इष्टतम दक्षता पर संचालित होता है, जिससे लगातार प्रदर्शन मिलता है।
• क्षति को रोकता है: बिना प्राइमिंग के पंप चलाने से यह सूखा चल सकता है, जिससे पंप के घटकों को ज़्यादा गरम होना और क्षतिग्रस्त होना हो सकता है। प्राइमिंग सुनिश्चित करता है कि पंप हमेशा तरल पदार्थ से भरा रहता है, जिससे क्षति को रोका जा सकता है और विश्वसनीय संचालन सुनिश्चित किया जा सकता है।

व्याख्या:

एकल वोल्यूट पंप आवरण:

• एक एकल वोल्यूट पंप आवरण एक प्रकार का पंप आवरण डिज़ाइन है जिसमें वोल्यूट एक एकल सर्पिल आकार का कक्ष होता है जो प्ररक को घेरता है। वोल्यूट का प्राथमिक कार्य प्ररक द्वारा द्रव को दी गई गतिज ऊर्जा को दाब ऊर्जा में परिवर्तित करना है।
• एक केन्द्रापसारक पंप में, द्रव घूर्णन अक्ष के साथ या उसके पास पंप प्ररक में प्रवेश करता है और प्ररक द्वारा त्वरित होता है, एक डिफ्यूज़र या वोल्यूट कक्ष में रेडियल रूप से बाहर की ओर बहता है, जहाँ से यह डाउनस्ट्रीम पाइपिंग सिस्टम में बाहर निकलता है। एकल वोल्यूट डिज़ाइन सुनिश्चित करता है कि द्रव को प्ररक के पास उच्च-वेग क्षेत्र से वोल्यूट में निम्न-वेग क्षेत्र में सुचारू रूप से संक्रमित किया जाता है, प्रवाह विशेषताओं को बनाए रखने में मदद करता है।

लाभ:

• एक समान प्रवाह वितरण: एकल वोल्यूट डिज़ाइन प्ररक के चारों ओर एक समान प्रवाह वितरण बनाए रखने में मदद करता है, प्रवाह पृथक्करण और ऊर्जा हानि की संभावना को कम करता है। प्रवाह में यह एकरूपता प्ररक पर कार्य करने वाले रेडियल बलों को कम करती है, जिससे सुचारू संचालन और पंप घटकों पर कम घिसाव और आंसू होता है।
• दक्षता: एक समान प्रवाह वितरण बनाए रखने से, एकल वोल्यूट डिज़ाइन उच्च पंप दक्षता प्राप्त करने में मदद करता है। द्रव का सुचारू संक्रमण अशांति और हाइड्रोलिक नुकसान को कम करता है, यह सुनिश्चित करता है कि प्ररक द्वारा दी गई ऊर्जा का एक महत्वपूर्ण हिस्सा दाब ऊर्जा में परिवर्तित हो जाता है।
• लागत-प्रभावशीलता: एकल वोल्यूट पंप आवरण आमतौर पर अधिक जटिल डिज़ाइनों जैसे डबल वोल्यूट आवरणों की तुलना में निर्माण में सरल और कम खर्चीले होते हैं। यह लागत-प्रभावशीलता उन्हें कई औद्योगिक अनुप्रयोगों के लिए एक पसंदीदा विकल्प बनाती है जहाँ लागत पर विचार महत्वपूर्ण हैं।

नुकसान:

• सीमित संचालन सीमा: डबल वोल्यूट डिज़ाइनों की तुलना में एकल वोल्यूट पंपों की संचालन सीमा प्रतिबंधित हो सकती है। ऑफ-डिज़ाइन स्थितियों में, एकल वोल्यूट पंप उच्च रेडियल बल का अनुभव कर सकते हैं, जिससे कंपन और घिसाव में वृद्धि होती है।
• गुहिकायन की संभावना: कुछ स्थितियों में, एकल वोल्यूट डिज़ाइन गुहिकायन के लिए अधिक प्रवण हो सकते हैं, खासकर कम प्रवाह दर पर। गुहिकायन पंप प्ररक और आवरण को महत्वपूर्ण क्षति पहुंचा सकता है, जिससे पंप का जीवन और दक्षता कम हो जाती है।

व्याख्या:

डबल वॉल्यूट आवरण

• एक डबल वॉल्यूट आवरण एक प्रकार का पंप आवरण है जहाँ वॉल्यूट (इम्पेलर से छोड़े गए द्रव को इकट्ठा करने वाला सर्पिल आकार का आवरण) को दो अलग-अलग चैनलों या वॉल्यूट में विभाजित किया जाता है। ये चैनल इम्पेलर पर हाइड्रोलिक बलों को संतुलित करने के लिए डिज़ाइन किए गए हैं, जिससे रेडियल भार कम होते हैं और पंप घटकों का जीवन लंबा होता है।
• एक डबल वॉल्यूट आवरण में, द्रव को इम्पेलर से दो अलग-अलग वॉल्यूट चैनलों में छोड़ा जाता है। ये चैनल इम्पेलर के चारों ओर दबाव को संतुलित करने में मदद करते हैं, रेडियल थ्रस्ट को कम करते हैं और पंप बेयरिंग और शाफ्ट पर यांत्रिक तनाव को कम करते हैं। यह डिज़ाइन उच्च क्षमता और उच्च दबाव वाले अनुप्रयोगों में विशेष रूप से फायदेमंद है।

लाभ:

• इम्पेलर पर रेडियल थ्रस्ट कम होना, जिससे बेयरिंग और शाफ्ट का जीवन लंबा होता है।
• बेहतर हाइड्रोलिक संतुलन, जो पंप की समग्र विश्वसनीयता और प्रदर्शन को बढ़ाता है।
• उच्च दबाव और उच्च प्रवाह अनुप्रयोगों को बेहतर ढंग से संभालना।

नुकसान:

• डिजाइन और निर्माण में बढ़ी हुई जटिलता, जिससे उत्पादन लागत अधिक हो सकती है।
• अतिरिक्त घटकों और आवश्यक तंग सहनशीलता के कारण अधिक चुनौतीपूर्ण संरेखण और असेंबली प्रक्रियाएँ।

अनुप्रयोग: डबल वॉल्यूट आवरण आमतौर पर औद्योगिक और नगरपालिका अनुप्रयोगों में उपयोग किए जाते हैं जहाँ उच्च प्रवाह दर और दबाव की आवश्यकता होती है, जैसे कि जल उपचार संयंत्रों, रासायनिक प्रसंस्करण और बिजली उत्पादन में।

स्पष्टीकरण:

तैरते हुए पिंडों की स्थिरता में, स्थिर साम्यावस्था प्राप्त होता है यदि आप्लवकेंद्र (M) बिंदु गुरुत्वाकर्षण के केंद्र (G) के ऊपर स्थित हो।

आंशिक रूप से जलमग्न निकाय प्लवमान निकाय से मिलता जुलता है, जहाँ निकाय का वजन ऊपर की दिशा में कार्य करने वाले उत्प्लावक बल द्वारा संतुलित होता है। प्लवन की स्थिरता प्लवमान निकाय के आप्लवकेंद्र द्वारा नियंत्रित होती है।

आप्लवकेंद्र

• इसे उस बिंदु के रूप में परिभाषित किया जाता है जिसके चारों ओर एक निकाय एक छोटे कोण से झुके होने पर दोलन करना प्रारंभ करता है।
• यह वह बिंदु है जहां निकाय की एक छोटी कोणीय विस्थापन दिए जाने पर उत्प्लावकता की क्रिया की रेखा निकाय के लंब अक्ष से मिल जाएगी।

प्लवमान निकायों की स्थिरता:

1. स्थिर साम्यावस्था:  आप्लवकेंद्र निकाय के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से ऊपर होता है , तब विक्षुब्ध युग्म को युग्म को पुनर्स्थापित करके संतुलित किया जाता है, निकाय स्थिर साम्यावस्था में होगा।

2. अस्थिर साम्यावस्था: आप्लवकेंद्र निकाय के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से नीचे है, तब विक्षुब्ध युग्म को युग्म को पुनर्स्थापित करके समर्थित किया जाता है, निकाय अस्थिर साम्यावस्था में होगा।

3. तटस्थ साम्यावस्था: आप्लवकेंद्र और गुरुत्वाकर्षण का केंद्र एक ही बिंदु पर संपाती होते हैं, तो निकाय तटस्थ साम्यावस्था में है।

जलमग्न निकायों की स्थिरता:

जलमग्न निकाय के मामले में गुरुत्वाकर्षण का केंद्र और उछाल का केंद्र तय होता है, इसलिए स्थिरता या अस्थिरता का निर्धारण उत्प्लावकता का केंद्र और गुरुत्वाकर्षण के केंद्र की सापेक्ष स्थिति से होता है।

1. स्थिर साम्यावस्था: स्थिर साम्यावस्था के लिए, निकाय का उत्प्लावकता का केंद्र गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से ऊपर होता है। विक्षुब्ध युग्म का पुनर्स्थापन युग्म द्वारा विरोध किया जाता है।

2. अस्थिर साम्यावस्था: अस्थिर साम्यावस्था के लिए उत्प्लावकता का केंद्र निकाय के गुरुत्वाकर्षण के केंद्र से नीचे होता है, विक्षुब्ध युग्म को पुनर्स्थापन युग्म द्वारा समर्थित किया जाता है।

3. तटस्थ साम्यावस्था: जब गुरुत्वाकर्षण का केंद्र और उत्प्लावकता का केंद्र संपाती होते हैं तो यह तटस्थ साम्यावस्था की स्थिति है।

सही उत्तर पास्कल का नियम है।

• पास्कल का नियम कहता है कि एक तरल पदार्थ जो एक पात्र में स्थिर होता है, द्रव के एक हिस्से पर लगाया जाने वाला दाब समान रूप से द्रव के सभी भागों में प्रेषित होता है।

Key Points

• एक हाइड्रोलिक लिफ्ट भारी वस्तुओं को उठाने के लिए इस सिद्धांत को नियुक्त करता है।
• जब दाब एक पिस्टन के माध्यम से एक तरल पदार्थ पर लगाया जाता है, तो इसके परिणामस्वरूप निकाय में एक और पिस्टन पर एक समान दाब होता है जो तब वस्तुओं को उठाने में सक्षम होता है।
• दूसरे पिस्टन के क्षेत्र में वृद्धि के साथ, इसके द्वारा लगाई गई शक्ति भी बढ़ जाती है, जिससे भारी वस्तुओं को उठाने में सक्षम होता है।

Additional Information

• हुक के नियम में कहा गया है कि किसी स्प्रिंग को कुछ दूरी तक बढ़ाने या संपीड़ित करने के लिए आवश्यक बल सीधे उस दूरी के आनुपातिक हैं।
• न्यूटन की गति का पहला नियम - जब तक कोई पिंड आराम पर रहता है, या यदि गति में है, तब तक स्थिर वेग से गति में रहता है जब तक कि उस पर शुद्ध बाहरी बल द्वारा कार्य नहीं किया जाता है।
• आर्किमिडीज के सिद्धांत में कहा गया है कि ऊपर की ओर लगने वाला बल जो किसी तरल पदार्थ में डूबे हुए पिंड पर डाला जाता है, चाहे वह पूरी तरह या आंशिक रूप से जलमग्न हो, उस तरल पदार्थ के वजन के बराबर होता है जिसे पिंड विस्थापित करता है।

अवधारणा:

बर्नौली का सिद्धांत: एक आदर्श तरल पदार्थ के एक धारारेखीय प्रवाह में परिवर्तनशील अनुप्रस्थ काट नालिका में प्रति इकाई आयतन में कुल ऊर्जा पूरे प्रवाही में स्थिर रहती है।

• इसका अर्थ यह है कि स्थिर प्रवाह में, एक प्रवाह के साथ एक प्रवाही में यांत्रिक ऊर्जा के सभी रूपों का योग उस धारारेखीय पर सभी बिंदुओं पर समान होता है।

बर्नौली के सिद्धांत द्वारा

\(\frac{{{{\rm{P}}_1}}}{{\rm{\rho }}} + {\rm{g}}{{\rm{h}}_1} + \frac{1}{2}{\rm{v}}_1^2 = \frac{{{{\rm{P}}_2}}}{{\rm{\rho }}} + {\rm{g}}{{\rm{h}}_2} + \frac{1}{2}{\rm{v}}_2^2\)

\(\frac{{\rm{P}}}{{\rm{\rho }}} + {\rm{gh}} + \frac{1}{2}{{\rm{v}}^2} = {\bf{constant}}.\)

व्याख्या:

• ऊपर से यह स्पष्ट है कि बर्नौली का समीकरण यह दर्शाता है कि दबाव शीर्ष, गतिज शीर्ष और डेटम/स्थितिज शीर्ष का योग स्थिर, असम्पीड्य, आघूर्णी और गैर-श्यान प्रवाह के लिए स्थिर होता है।
• अन्य शब्दों में तरल की गति में वृद्धि दबाव में कमी या तरल की स्थितिज ऊर्जा में कमी के साथ होती है अर्थात एक प्रवाह प्रणाली की कुल ऊर्जा तब तक स्थिर रहती है जब तक कि इसपर कोई बाहरी बल लागू नहीं किया जाता है।
• इसलिए बर्नौली का समीकरण ऊर्जा के संरक्षण को संदर्भित करता है।
• उपरोक्त सभी मापने वाले उपकरण जैसे वेंचुरीमीटर, ऑरिफिस मीटर, पीटत नलिका मीटर बर्नौली के प्रमेय के अनुसार कार्य करते हैं। इसलिए विकल्प 4 सही है।

दाब का केंद्र

\(\begin{array}{l} {{\rm{h}}^{\rm{*}}} = {\rm{\bar X}} + \frac{{{{\rm{I}}_{\rm{G}}}}}{{{\rm{A\bar X}}}} = \frac{{\rm{h}}}{3} + \frac{{\frac{{{\rm{b}}{{\rm{h}}^3}}}{{36}}}}{{\frac{{{\rm{bh}}}}{2}.\frac{{\rm{h}}}{3}}}\\ = \frac{{\rm{h}}}{3} + \frac{{\rm{h}}}{6} = \frac{{\left( {2 + 1} \right){\rm{h}}}}{6} = \frac{{\rm{h}}}{2} \end{array}\)

महत्वपूर्ण बिंदु:

धारणा:

धारा रेखा के अनुदिश प्रवाह के लिए त्वरण निम्न रूप में दिया जाता है

यदि V = f(s, t)

तो \(dV = \frac{{\partial V}}{{\partial s}}ds + \frac{{\partial V}}{{\partial t}}dt\)

\(a = \frac{{dV}}{{dt}} = \;\frac{{\partial V}}{{\partial s}} \times \frac{{ds}}{{dt}} + \frac{{\partial V}}{{\partial t}}\) 

स्थिर प्रवाह के लिए \(\frac{{\partial V}}{{\partial t}} = 0\)

फिर \(a = \frac{{\partial V}}{{\partial s}} \times \frac{{ds}}{{dt}}\) 

चूँकि V = f(s) केवल स्थिर प्रवाह के लिए इसलिए \(\frac{{\partial v}}{{\partial s}} = \frac{{dv}}{{ds}}\)

इसलिए \(a = V \times \frac{{dV}}{{ds}}\)

गणना:

दिया हुआ, V_A = 2 m/s, V_B = 5 m/s, और दूरी s = 1 m

\(\frac{{dV}}{{ds}} = \frac{{\left( {5 - 2} \right)}}{1} = 3\)

तो B पर द्रव का त्वरण है

\({a_B} = {V_B} \times \frac{{dV}}{{ds}} = 5 \times 3 = 15\)

संकल्पना:

सबसे दक्ष चैनल: एक चैनल को दक्ष कहा जाता है यदि वह दिए गए अनुप्रस्थ काट के लिए अधिकतम निर्वहन करता है जो तब प्राप्त होता है जब नम परिधि को न्यूनतम रखा जाता है।

आयताकार अनुभाग:

प्रवाह का क्षेत्रफल, A = b × d

नम परिधि, P = b + 2 × d

सबसे दक्ष आयताकार चैनल के लिए दो महत्वपूर्ण स्थितियां हैं:

1. b = 2 × d
2. \(R = \frac{A}{P} = \frac{{b\times d}}{{b + 2 \times d}} = \frac{{2{d^2}}}{{4d}} = \frac{d}{2}= \frac{b}{4}\)

गणना

दिया गया है: b = 2 m

\(R = \frac{2}{4}\)

⇒ R = 0.5

जहाँ R = हाइड्रोलिक त्रिज्या, A = प्रवाह का क्षेत्र, P = नम परिधि, y = प्रवाह की गहराई

संकल्पना:

विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण:

• विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण को सापेक्षिक घनत्व के रूप में भी संदर्भित किया जाता है। 
• किसी पदार्थ के सापेक्षिक घनत्व/विशिष्ट गुरुत्वाकर्षण को पदार्थ के घनत्व, द्रव्यमान या वजन तथा  4° C पर पानी के घनत्व, द्रव्यमान या वजन के अनुपात के रूप में परिभाषित किया जाता है। 

\(Specific~gravity,S = \frac{\rho }{{{\rho _{water}}}}\)

गणना:

दिया गया है:

आयतन, V = 1 लीटर = 10^-3 m³,   द्रव्यमान, m = 7.5 kg

\(\rho = \frac{m}{V} = \frac{{7.5}}{{{{10}^{ - 3}}}} = 7500~\frac{{kg}}{{{m^3}}}\)

\(Specific~gravity,S = \frac{\rho }{{{\rho _{water}}}} = \frac{{7500}}{{1000}} = 7.5\)

वर्णन:

एक प्रवाहमान तरल पदार्थ की कुल ऊर्जा को शीर्ष के संदर्भ में दर्शाया जा सकता है, जिसे निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है -

\(\frac{p}{ρ{g}}\;+\;\frac{V^2}{2g}\;+\;z\;\)

पीज़ोमेट्रिक शीर्ष:

दबाव शीर्ष और द्रवस्थैतिक शीर्ष के योग को पीज़ोमेट्रिक शीर्ष के रूप में जाना जाता है। इसे निम्न द्वारा ज्ञात किया गया है -

पीज़ोमेट्रिक शीर्ष = \(\mathbf{\frac{P}{ρ{g}}+z}\)

जहाँ \(P\over\gamma \) = प्रति इकाई वजन दबाव ऊर्जा या दबाव शीर्ष

\(V^2\over{2g}\) = प्रति इकाई वजन गतिज ऊर्जा या गतिज ऊर्जा शीर्ष

z = प्रति इकाई वजन स्थितिज ऊर्जा या उन्नयन शीर्ष

एक स्थैतिक तरल पदार्थ में किसी बिंदु पर दबाव को द्रवस्थैतिक नियम द्वारा प्राप्त किया जाता है, जिसे निम्न द्वारा प्राप्त किया जाता है -

\(\frac{dP}{dz}=-ρ{g}\)

∴ P = -ρgz

∴ P = -ρgh

जहाँ P = वायुमंडलीय दबाव से ऊपर दबाव और h = मुक्त सतह से बिंदु की ऊंचाई 

बिंदु A पर दबाव शीर्ष = \(P_A\over\gamma\) = hA  और डेटम शीर्ष = zA

बिंदु B पर दबाव शीर्ष = \(P_B\over\gamma\) = hB  और डेटम शीर्ष = zB

बिंदु A पर पीज़ोमेट्रिक शीर्ष = \(\frac{P}{ρ{g}}+z\) = hA + zA = H

बिंदु B पर पीज़ोमेट्रिक शीर्ष = \(\frac{P}{ρ{g}}+z\) = hB + z0 = H

∴ पीज़ोमेट्रिक शीर्ष द्रव में सभी बिंदुओं पर स्थिर रहता है।

व्याख्या:

पीटोट ट्यूब एक ऐसा उपकरण है जिसका उपयोग किसी पाइप या चैनल के किसी भी बिंदु पर प्रवाह के वेग कि गणना के लिए किया जाता है।

पिटोट ट्यूब का उपयोग एक बिंदु पर वेग मापने के लिए किया जाता है।

यह इस सिद्धांत पर आधारित है कि यदि किसी बिंदु पर प्रवाह का वेग शून्य हो जाता है, तो गतिज ऊर्जा के दाब ऊर्जा में बदलने के कारण वहाँ का दाब बढ़ जाता है।

V = \(\sqrt{2gh}\)

यह इस सिद्धांत पर आधारित है कि यदि किसी बिंदु पर प्रवाह का वेग शून्य हो जाता है, तो गतिज ऊर्जा को दबाव ऊर्जा में बदलने के कारण वहां दबाव बढ़ जाता है।

कार्यप्रणाली:

• तरल ट्यूब के ऊपर तक प्रवाहित होता है और जब साम्यावस्था प्राप्त होती है, तो तरल पानी की धारा की मुक्त सतह से एक स्तर ऊपर की ऊंचाई तक पहुँच जाता है
• चूँकि इस स्थिति के तहत स्थैतिक दाब मुक्त सतह के नीचे इसकी गहराई के कारण द्रवस्थैतिक दाब के बराबर होता है, काँच की ट्यूब में तरल और मुक्त सतह के बीच के स्तर में अंतर गतिशील दाब  \(p_0-p=\frac{\rho V^2}{2} = h\rho g\) का माप बन जाता है, जहाँ p0, p और V क्रमशः बिंदु A पर प्रगतिरोध दाब, स्थिर दाब और वेग हैं
• इस तरह की एक ट्यूब को पीटोट ट्यूब के रूप में जाना जाता है और यह तरल के वेग को मापने का सबसे सटीक साधन प्रदान करता है

• एक मुक्त सतह वाले तरल की एक खुली धारा के लिए, यह एकल ट्यूब वेग निर्धारित करने के लिए पर्याप्त है, लेकिन एक बंद नलिका से प्रवाहित होने वाले तरल के लिए, पीटोट ट्यूब केवल प्रगतिरोध दाब को मापता है और इसलिए स्थैतिक दाब को अलग से मापा जाना चाहिए

Mistake Points विकल्प में प्रगतिरोध बिंदु पर वेग का उल्लेख किया गया है, प्रगतिरोध बिंदु पर वेग पहले से ही शून्य है, प्रगतिरोध बिंदु पर वेग को मापने की कोई आवश्यकता नहीं है। पिटोट ट्यूब का उपयोग प्रगतिरोध दबाव को मापकर किसी भी बिंदु पर वेग मापने के लिए किया जाता है। इसलिए दिए गए विकल्पों में से सबसे अच्छा संभव विकल्प, विकल्प B है।

व्याख्या:

एक दाबांतरमापी एक उपकरण है जो गैस या किसी अन्य तरल के स्तंभ के विरुद्ध तरल के एक स्तंभ को संतुलित करके दबाव को मापता है। दाबांतरमापी में प्रयुक्त तरल में निम्नलिखित विशेषताएं होनी चाहिए:

• तरल दीवारों पर चिपकना चाहिए: दाबांतरमापी में इस्तेमाल होने वाले तरल को ट्यूब की दीवारों से चिपकना चाहिए ताकि कंपन या विक्षोभ के कारण इसे आगे और पीछे बहने से रोका जा सके।
• निम्न पृष्ठ तनाव: मैनिस्कस दबाव पढ़ने को महत्वपूर्ण रूप से प्रभावित नहीं करता है यह सुनिश्चित करने के लिए दाबांतरमापी में उपयोग किए जाने वाले तरल में कम पृष्ठ तनाव होना चाहिए।
• यह अमिश्रणीय होना चाहिए: दाबांतरमापी की सटीकता को प्रभावित करने और दो तरल पदार्थों को मिलाने से रोकने के लिए, दाबांतरमापी में प्रयुक्त तरल गैस या तरल के साथ अमिश्रणीय होना चाहिए।
•  High viscosity is NOT a desirable characteristic for a manometer liquid. A highly viscous liquid will not respond quickly to changes in pressure, leading to slow and inaccurate readings. Thus, manometer liquids are typically chosen to have relatively low viscosity.