ابحث عن أي موضوع يهمك
تعد قابلية المادة للتدفق والجريان خاصية فيزيائية أساسية تشير إلى قدرة المادة على التحرك داخل نفسها دون تقاطع جزيئاتها وتُصنف المواد بناءً على قابليتها للتدفق والجريان إلى نوعين رئيسيين السوائل وهي المواد التي تتمتع بقدرة عالية على التدفق والجريان، وتتخذ شكل الوعاء الذي توضع فيه. وتشمل السوائل الماء والنفط والعصائر والصلب هي المواد التي تتمتع بقدرة منخفضة على التدفق والجريان، وتحافظ على شكلها وحجمها وتشمل الصلب المعادن والخشب والبلاستيك وفي هذا المقال عبر موقع مخزن سوف نتكلم عن خاصية التدفق والجربان في السوائل.
تسميى بالسيولة أو الميوعة وتعرف قابلية المادة للتدفق والجريان بأنها السمة التي تميّز السوائل والغازات، حيث تتمتع بالمرونة والقدرة على التدفق وتسم سلوكها بالانسيابية والتوافق بين جزيئاتها نظرًا لتفاعلها المنخفض، وهذا بسبب نفاذية جزيئاتها.
تحتاج السوائل والغازات إلى وجود حاويات للتخزين نظرًا لسرعة تحركها وانتشارها. في المقابل، لا تمتلك المواد الصلبة هذه الخاصية، حيث لا تتدفق بنفس السلاسة مثل السوائل.
في السوائل، تنتقل جزيئات المادة بحرية بينما في الأجسام الصلبة تكون حركتها مقيدة بفعل قوى الجذب القوية بين الجزيئات. وبالتالي، فإن السوائل والغازات يتمتعان بالقدرة على التدفق والانتشار، بينما تبقى المواد الصلبة ثابتة بشكل عام.
نعم، يتدفق الغاز بشكل أسرع من السائل، ويرجع ذلك إلى حرية حركة جزيئات الغاز وانعدام الترتيب الجزيئي الثابت فيه، مما يجعل المسافة بين الجزيئات أكبر من تلك في السائل. هذا الوضع يسمح للغاز بالتحرك بسهولة في جميع الاتجاهات، بينما في السائل، تظل الجزيئات مرتبطة ببعضها البعض بشكل أكبر.
إضافة إلى ذلك فإن طاقة جزيئات الغازات أعلى من طاقة جزيئات المواد السائلة، وهذه الطاقة الإضافية تعني أن جزيئات الغازات تتحرك بسرعة أكبر وبطاقات حركية أعلى، مما يزيد من قدرتها على التدفق بشكل فعال وبكافة الاتجاهات.
التدفق هو خاصية ميكانيكية تتميز بها الغازات والسوائل، حيث تُعرف بحركة جزيئات المادة على امتداد معين. تتولد هذه الخاصية نتيجة تعرض جزيئات المادة المتدفقة لقوى متباينة، وتُعتبر جزءًا أساسيًا من ميكانيكا الموائع.
على نحو دقيق، فإن تدفق الموائع يتبع مبادئ ميكانيكا الموائع، حيث لا يتوقف تدفق السائل وحركته إلا عند تأثير قوى غير متوازنة عليه.
على سبيل المثال، عندما يصب شخصٌ الماء في الكوب، يكون تدفق الماء أسرع عند حافة الكوب مقارنة بالجزء السفلي، نظرًا لتأثير قوة الجاذبية التي تعمل على جزيئات الماء ويستمر هذا التدفق حتى يتغير مستوى السطح في الكوب ويتمكن الماء من التدفق خارجه.
أنواع تدفق السوائل تشمل:
قانون التدفق في الموائع يمثله الرمز Mass flow rate = ρAV حيث يمثل كل رمز من هذه الرموز مع وحدته الدولية ما يلي:
يمكن تطبيق هذا القانون وفقاً للمثال التالي: يتحرك سائل في أنبوب بسرعة 15 متر في الثانية m/s، ومساحة الأنبوب العرضية 0.4 متر مربع m2، في حين أن كثافة السائل ρ = 1.5 جرام لكل متر مكعب g/m3، فلنقم بحساب معدل تدفق السائل: القانون: Mass flow rate = ρAV.
المعطيات: سرعة السائل المتدفق 15 m/s، ومساحة الأنبوب العرضية للسائل المتدفق 0.4 m2، وكثافة السائل المتدفق ρ = 1.5 g/m3.
التعويض في القانون: Mass flow rate = 1.5 × 15 × 0.4.
الناتج: 9 g/s جرام في الثانية.
