কোনো প্রশ্ন আছে? আমাদের ফোন করুন: 0086-13817768896

তরলের বৈশিষ্ট্য, তরল কত প্রকারের হয়?

সাধারণ বিবরণ

নাম থেকেই বোঝা যায়, তরল পদার্থের বৈশিষ্ট্য হলো এর প্রবাহিত হওয়ার ক্ষমতা। এটি কঠিন পদার্থ থেকে ভিন্ন, কারণ শিয়ার স্ট্রেসের কারণে এর বিকৃতি ঘটে, শিয়ার স্ট্রেস যত সামান্যই হোক না কেন। এর একমাত্র শর্ত হলো, বিকৃতি ঘটার জন্য পর্যাপ্ত সময় অতিবাহিত হতে হবে। এই অর্থে তরল পদার্থের কোনো আকার নেই।

তরল পদার্থকে দুই ভাগে ভাগ করা যায়: তরল এবং গ্যাস। তরল পদার্থ সামান্য সংকোচনশীল এবং খোলা পাত্রে রাখলে এর একটি মুক্ত পৃষ্ঠ থাকে। অন্যদিকে, গ্যাস সর্বদা প্রসারিত হয়ে তার পাত্র পূর্ণ করে। বাষ্প হলো এমন এক প্রকার গ্যাস যা তরল অবস্থার কাছাকাছি।

প্রকৌশলী প্রধানত যে তরল পদার্থটি নিয়ে কাজ করেন তা হলো পানি। এতে দ্রবীভূত অবস্থায় তিন শতাংশ পর্যন্ত বায়ু থাকতে পারে, যা বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে কম চাপে নির্গত হওয়ার প্রবণতা দেখায়। পাম্প, ভালভ, পাইপলাইন ইত্যাদি নকশা করার সময় এর জন্য ব্যবস্থা রাখতে হবে।

উল্লম্ব টারবাইন পাম্প

ডিজেল ইঞ্জিন ভার্টিক্যাল টারবাইন মাল্টিস্টেজ সেন্ট্রিফিউগাল ইনলাইন শ্যাফট ওয়াটার ড্রেনেজ পাম্প। এই ধরনের ভার্টিক্যাল ড্রেনেজ পাম্প প্রধানত ক্ষয়রোধী, ৬০° সেলসিয়াসের কম তাপমাত্রার এবং প্রতি লিটারে ১৫০ মিলিগ্রামের কম সাসপেন্ডেড সলিড (ফাইবার, নুড়ি ছাড়া) যুক্ত পয়ঃবর্জ্য বা বর্জ্য জল পাম্প করার জন্য ব্যবহৃত হয়। VTP টাইপ ভার্টিক্যাল ড্রেনেজ পাম্প হলো এক ধরনের ভার্টিক্যাল ওয়াটার পাম্প, যা একটি বর্ধিত অংশ এবং কলারের উপর ভিত্তি করে তৈরি এবং এতে টিউবের লুব্রিকেশন হিসেবে জল বা তেল ব্যবহার করা হয়। এটি ৬০° সেলসিয়াসের কম তাপমাত্রার ধোঁয়াযুক্ত পয়ঃবর্জ্য বা বর্জ্য জলে নির্দিষ্ট পরিমাণ কঠিন কণা (যেমন লোহার স্ক্র্যাপ, মিহি বালি, কয়লা ইত্যাদি) পাঠাতে পারে।

যেমন (1)

তরল পদার্থের প্রধান ভৌত বৈশিষ্ট্যগুলো নিম্নরূপে বর্ণনা করা হলো:

ঘনত্ব (ρ)

কোনো তরলের ঘনত্ব হলো তার একক আয়তনের ভর। এসআই পদ্ধতিতে একে kg/m³ এককে প্রকাশ করা হয়।3.

পানির ঘনত্ব সর্বোচ্চ, যা প্রতি ঘনমিটারে ১০০০ কেজি।3৪° সেলসিয়াস তাপমাত্রায়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে ঘনত্ব সামান্য হ্রাস পায়, কিন্তু ব্যবহারিক ক্ষেত্রে পানির ঘনত্ব ১০০০ কেজি/মি³ ধরা হয়।3.

আপেক্ষিক ঘনত্ব হলো কোনো তরলের ঘনত্ব এবং পানির ঘনত্বের অনুপাত।

নির্দিষ্ট ভর (w)

কোনো তরলের আপেক্ষিক ভর হলো তার একক আয়তনের ভর। এসআই পদ্ধতিতে, এটি N/m³ এককে প্রকাশ করা হয়।3স্বাভাবিক তাপমাত্রায়, w-এর মান ৯৮১০ নিউটন/মিটার।3অথবা ৯,৮১ kN/m3(প্রায় ১০ kN/m)3 গণনার সুবিধার জন্য)

আপেক্ষিক গুরুত্ব (SG)

কোনো তরলের আপেক্ষিক গুরুত্ব হলো একটি নির্দিষ্ট আয়তনের তরলের ভর এবং সমপরিমাণ পানির ভরের অনুপাত। সুতরাং, এটি কোনো তরলের ঘনত্ব এবং বিশুদ্ধ পানির ঘনত্বের অনুপাতও বটে, যা সাধারণত ১৫° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় পরিমাপ করা হয়।

যেমন (2)

ভ্যাকুয়াম প্রাইমিং ওয়েল পয়েন্ট পাম্প

মডেল নংঃ TWP

জরুরি অবস্থার জন্য TWP সিরিজের চলমান ডিজেল ইঞ্জিন চালিত সেলফ-প্রাইমিং ওয়েল পয়েন্ট ওয়াটার পাম্পগুলো সিঙ্গাপুরের DRAKOS PUMP এবং জার্মানির REEOFLO কোম্পানি যৌথভাবে ডিজাইন করেছে। এই সিরিজের পাম্প সব ধরনের পরিষ্কার, নিরপেক্ষ এবং কণাযুক্ত ক্ষয়কারী মাধ্যম পরিবহন করতে পারে। এটি প্রচলিত সেলফ-প্রাইমিং পাম্পের অনেক ত্রুটি সমাধান করে। এই ধরনের সেলফ-প্রাইমিং পাম্পের অনন্য ড্রাই রানিং কাঠামোর কারণে প্রথমবার চালুর সময় এটি তরল ছাড়াই স্বয়ংক্রিয়ভাবে চালু ও পুনরায় চালু হয়। এর সাকশন হেড ৯ মিটারের বেশি হতে পারে; চমৎকার হাইড্রোলিক ডিজাইন এবং অনন্য কাঠামো ৭৫% এর বেশি উচ্চ দক্ষতা বজায় রাখে। এবং ঐচ্ছিকভাবে বিভিন্ন কাঠামো স্থাপনের সুযোগ রয়েছে।

আয়তন মডুলাস (k)

ব্যবহারিক উদ্দেশ্যে, তরল পদার্থকে অসংকোচনীয় হিসেবে গণ্য করা যেতে পারে। তবে, কিছু নির্দিষ্ট ক্ষেত্র রয়েছে, যেমন পাইপের মধ্যে অস্থির প্রবাহ, যেখানে সংকোচনশীলতা বিবেচনায় নেওয়া উচিত। আয়তন স্থিতিস্থাপকতার গুণাঙ্ক, k, নিম্নোক্ত সূত্র দ্বারা প্রকাশ করা হয়:

যেমন (3)

যেখানে p হলো চাপের সেই বৃদ্ধি, যা V আয়তনে প্রয়োগ করা হলে AV আয়তন হ্রাস পায়। যেহেতু আয়তন হ্রাসের সাথে ঘনত্বের আনুপাতিক বৃদ্ধি অবশ্যই জড়িত, তাই সমীকরণ ১-কে নিম্নরূপে প্রকাশ করা যেতে পারে:

যেমন (4)

অথবা পানির ক্ষেত্রে, স্বাভাবিক তাপমাত্রা ও চাপে k-এর মান প্রায় ২,১৫০ মেগাপ্যাসকেল। এর থেকে বোঝা যায় যে, পানি ইস্পাতের চেয়ে প্রায় ১০০ গুণ বেশি সংকোচনশীল।

আদর্শ তরল

আদর্শ বা নিখুঁত তরল হলো এমন একটি তরল যার কণাগুলোর মধ্যে কোনো স্পর্শকীয় বা কর্তন পীড়ন থাকে না। বলগুলো সর্বদা একটি প্রস্থচ্ছেদে লম্বভাবে কাজ করে এবং তা কেবল চাপ ও ত্বরণ বলের মধ্যে সীমাবদ্ধ থাকে। কোনো বাস্তব তরলই এই ধারণাটি সম্পূর্ণরূপে মেনে চলে না, এবং গতিশীল সকল তরলের ক্ষেত্রেই স্পর্শকীয় পীড়ন উপস্থিত থাকে যা গতির উপর একটি অবমন্দনকারী প্রভাব ফেলে। তবে, জলসহ কিছু তরল আদর্শ তরলের কাছাকাছি, এবং এই সরলীকৃত অনুমানটি নির্দিষ্ট কিছু প্রবাহ সমস্যার সমাধানে গাণিতিক বা লেখচিত্রীয় পদ্ধতি অবলম্বন করতে সাহায্য করে।

উল্লম্ব টারবাইন ফায়ার পাম্প

মডেল নংঃ XBC-VTP

XBC-VTP সিরিজের উল্লম্ব দীর্ঘ শ্যাফট অগ্নিনির্বাপক পাম্পগুলো হলো একক পর্যায় এবং বহু-পর্যায়ের ডিফিউজার পাম্পের একটি সিরিজ, যা সর্বশেষ জাতীয় মান GB6245-2006 অনুসারে নির্মিত। আমরা ইউনাইটেড স্টেটস ফায়ার প্রোটেকশন অ্যাসোসিয়েশনের মানকে ভিত্তি করে এর নকশারও উন্নতি করেছি। এটি প্রধানত পেট্রোকেমিক্যাল, প্রাকৃতিক গ্যাস, বিদ্যুৎ কেন্দ্র, সুতির বস্ত্রশিল্প, জেটি, বিমান চলাচল, গুদামজাতকরণ, বহুতল ভবন এবং অন্যান্য শিল্পে অগ্নিনির্বাপক জল সরবরাহের জন্য ব্যবহৃত হয়। এটি জাহাজ, সামুদ্রিক ট্যাঙ্ক, অগ্নিনির্বাপক জাহাজ এবং অন্যান্য সরবরাহের ক্ষেত্রেও প্রয়োগ করা যেতে পারে।

যেমন (5)

সান্দ্রতা

কোনো তরলের সান্দ্রতা হলো স্পর্শকীয় বা কর্তন পীড়নের বিরুদ্ধে তার প্রতিরোধের একটি পরিমাপ। এটি তরল অণুগুলোর পারস্পরিক ক্রিয়া এবং সংসক্তির ফলে উদ্ভূত হয়। সকল বাস্তব তরলেরই সান্দ্রতা রয়েছে, যদিও তার মাত্রা ভিন্ন ভিন্ন হয়। একটি কঠিন পদার্থে কর্তন পীড়ন তার বিকৃতির সমানুপাতিক, অপরদিকে একটি তরলে কর্তন পীড়ন কর্তন বিকৃতির হারের সমানুপাতিক। সুতরাং, স্থির অবস্থায় থাকা কোনো তরলে কোনো কর্তন পীড়ন থাকতে পারে না।

যেমন (6)

চিত্র ১. সান্দ্র বিকৃতি

দুটি পাতের মধ্যে আবদ্ধ একটি তরল বিবেচনা করুন, যেগুলো খুব অল্প দূরত্ব y-তে অবস্থিত (চিত্র ১)। নিচের পাতটি স্থির এবং উপরের পাতটি v বেগে গতিশীল। ধরে নেওয়া হয় যে, তরলের গতি অসীমভাবে পাতলা স্তরের একটি ধারার মধ্যে ঘটে, যা একে অপরের উপর দিয়ে অবাধে পিছলে যেতে পারে। এখানে কোনো আড়াআড়ি প্রবাহ বা আলোড়ন নেই। স্থির পাতের সংলগ্ন স্তরটি স্থির এবং গতিশীল পাতের সংলগ্ন স্তরের বেগ v। কর্তন পীড়নের হার বা বেগ নতি dv/dy। গতিশীল সান্দ্রতা বা, আরও সহজভাবে, সান্দ্রতা μ নিম্নরূপে দেওয়া হয়।

যেমন (7)

তাহলেঃ

যেমন (8)

সান্দ্র পীড়নের এই রাশিটি সর্বপ্রথম নিউটন কর্তৃক প্রস্তাবিত হয়েছিল এবং এটি নিউটনের সান্দ্রতা সমীকরণ নামে পরিচিত। প্রায় সকল তরলের সমানুপাতিক সহগ ধ্রুবক থাকে এবং এদেরকে নিউটোনীয় তরল বলা হয়।

যেমন (9)

চিত্র ২। কর্তন পীড়ন এবং কর্তন বিকৃতির হারের মধ্যে সম্পর্ক।

চিত্র ২ হলো সমীকরণ ৩-এর একটি লেখচিত্রীয় উপস্থাপনা এবং এটি কর্তন পীড়নের অধীনে কঠিন ও তরল পদার্থের ভিন্ন আচরণ প্রদর্শন করে।

সান্দ্রতা সেন্ট্রিপোয়েজ (Pa.s বা Ns/m²) এককে প্রকাশ করা হয়।2).

তরল গতি সংক্রান্ত অনেক সমস্যায়, সান্দ্রতা ঘনত্বের সাথে μ/p (যা বল-নিরপেক্ষ) আকারে প্রকাশিত হয় এবং এক্ষেত্রে v নামক একটি একক পদ ব্যবহার করা সুবিধাজনক, যা গতি সান্দ্রতা নামে পরিচিত।

ভারী তেলের ক্ষেত্রে ν-এর মান 900 x 10 পর্যন্ত হতে পারে।-6m2যেখানে পানির সান্দ্রতা তুলনামূলকভাবে কম, তাই ১৫° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় এর মান মাত্র ১.১৪ x ১০⁻¹⁴ মি²/সেকেন্ড। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে তরলের গতি সান্দ্রতা হ্রাস পায়। কক্ষ তাপমাত্রায়, বায়ুর গতি সান্দ্রতা পানির গতি সান্দ্রতার প্রায় ১৩ গুণ।

পৃষ্ঠটান এবং কৈশিকতা

দ্রষ্টব্য:

সংসক্তি হলো সদৃশ অণুগুলোর পারস্পরিক আকর্ষণ।

আসঞ্জন হলো ভিন্নধর্মী অণুগুলোর পারস্পরিক আকর্ষণ।

পৃষ্ঠটান হলো সেই ভৌত ধর্ম, যার কারণে এক ফোঁটা জল কলের মুখে ভেসে থাকে, একটি পাত্র কানায় কানায় পূর্ণ হওয়া সত্ত্বেও উপচে পড়ে না, অথবা একটি সূঁচ তরলের উপরিতলে ভাসে। এই সমস্ত ঘটনাই ঘটে থাকে অন্য একটি অমিশ্রণীয় তরল বা গ্যাসের সংলগ্ন কোনো তরলের পৃষ্ঠে থাকা অণুগুলোর মধ্যকার আসঞ্জনের জন্য। ব্যাপারটা এমন যেন পৃষ্ঠটি একটি সুষমভাবে পীড়িত স্থিতিস্থাপক ঝিল্লি দ্বারা গঠিত, যা সর্বদা তার উপরিভাগের ক্ষেত্রফলকে সংকুচিত করতে চায়। একারণেই আমরা দেখতে পাই যে, তরলের মধ্যে গ্যাসের বুদবুদ এবং বায়ুমণ্ডলে আর্দ্রতার ফোঁটাগুলো প্রায় গোলাকার হয়।

একটি মুক্ত পৃষ্ঠে যেকোনো কাল্পনিক রেখার উপরিতলের পৃষ্ঠটান বল ঐ রেখার দৈর্ঘ্যের সমানুপাতিক এবং এর উপর লম্বভাবে ক্রিয়া করে। প্রতি একক দৈর্ঘ্যের পৃষ্ঠটান mN/m এককে প্রকাশ করা হয়। এর মান বেশ কম; কক্ষ তাপমাত্রায় বায়ুর সংস্পর্শে থাকা জলের ক্ষেত্রে এর মান প্রায় ৭৩ mN/m। বায়ুর সংস্পর্শে এলে পৃষ্ঠটান সামান্য হ্রাস পায়।iতাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে।

হাইড্রলিক্সের বেশিরভাগ প্রয়োগে পৃষ্ঠটানের গুরুত্ব খুব কম, কারণ এর সাথে সম্পর্কিত বলগুলো সাধারণত হাইড্রোস্ট্যাটিক এবং ডাইনামিক বলের তুলনায় নগণ্য। পৃষ্ঠটান কেবল তখনই গুরুত্বপূর্ণ যখন একটি মুক্ত পৃষ্ঠ থাকে এবং সীমানার মাত্রা ছোট হয়। সুতরাং, হাইড্রলিক মডেলের ক্ষেত্রে, পৃষ্ঠটানের প্রভাব, যা প্রোটোটাইপে কোনো তাৎপর্য বহন করে না, তা মডেলের মধ্যে প্রবাহের আচরণকে প্রভাবিত করতে পারে, এবং ফলাফল ব্যাখ্যা করার সময় সিমুলেশনের এই ত্রুটির উৎসটি অবশ্যই বিবেচনায় নিতে হবে।

বায়ুমণ্ডলের সংস্পর্শে থাকা ছোট ছিদ্রযুক্ত নলের ক্ষেত্রে পৃষ্ঠটানের প্রভাব খুব সুস্পষ্ট হয়। এগুলো পরীক্ষাগারে ব্যবহৃত ম্যানোমিটার নল অথবা মাটির উন্মুক্ত ছিদ্রের আকারে থাকতে পারে। উদাহরণস্বরূপ, যখন একটি ছোট কাচের নল জলে ডোবানো হয়, তখন দেখা যায় যে নলের ভিতরে জল উপরে উঠে আসে, যেমনটি চিত্র ৩-এ দেখানো হয়েছে।

নলের ভেতরের জলের পৃষ্ঠ, যা মেনিস্কাস নামে পরিচিত, তা ওপরের দিকে অবতল। এই ঘটনাটি কৈশিকতা নামে পরিচিত, এবং জল ও কাচের মধ্যে স্পর্শকীয় সংস্পর্শ নির্দেশ করে যে জলের অভ্যন্তরীণ সংশক্তি, জল ও কাচের মধ্যকার আসঞ্জন শক্তির চেয়ে কম। মুক্ত পৃষ্ঠের সংলগ্ন নলের ভেতরের জলের চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে কম।

যেমন (10)

চিত্র ৩. কৈশিকতা

চিত্র 3(b)-তে যেমন দেখানো হয়েছে, পারদ কিছুটা ভিন্নভাবে আচরণ করে। যেহেতু আসঞ্জন বল আসঞ্জন বলের চেয়ে বেশি, তাই স্পর্শ কোণ বড় হয় এবং মেনিস্কাসের একটি উত্তল তল বায়ুমণ্ডলের দিকে থাকে ও এটি অবনমিত হয়। মুক্ত পৃষ্ঠের সংলগ্ন চাপ বায়ুমণ্ডলীয় চাপের চেয়ে বেশি।

ম্যানোমিটার ও গেজ গ্লাসে কৈশিকতার প্রভাব এড়ানোর জন্য কমপক্ষে ১০ মিমি ব্যাসের নল ব্যবহার করা যেতে পারে।

যেমন (11)

কেন্দ্রাতিগ সমুদ্রের জলের গন্তব্য পাম্প

মডেল নংঃ ASN ASNV

ASN এবং ASNV মডেলের পাম্পগুলো হলো একক-পর্যায়ের ডাবল সাকশন স্প্লিট ভল্যুট কেসিং সেন্ট্রিফিউগাল পাম্প এবং এগুলো পানি সরবরাহ ব্যবস্থা, শীতাতপ নিয়ন্ত্রণ সঞ্চালন, ভবন নির্মাণ, সেচ, নিষ্কাশন পাম্প স্টেশন, বিদ্যুৎ কেন্দ্র, শিল্প পানি সরবরাহ ব্যবস্থা, অগ্নিনির্বাপণ ব্যবস্থা, জাহাজ, ভবন নির্মাণ ইত্যাদিতে তরল পরিবহন বা কাজে ব্যবহৃত হয়।

বাষ্প চাপ

যেসব তরল অণুর যথেষ্ট গতিশক্তি থাকে, সেগুলো তরলের মুক্ত পৃষ্ঠ থেকে মূল অংশ থেকে নিক্ষিপ্ত হয়ে বাষ্পে পরিণত হয়। এই বাষ্প দ্বারা সৃষ্ট চাপকে বাষ্পচাপ, P, বলা হয়। তাপমাত্রা বৃদ্ধির সাথে সাথে অণুগুলোর আলোড়ন বাড়ে এবং ফলস্বরূপ বাষ্পচাপও বৃদ্ধি পায়। যখন বাষ্পচাপ তার উপরের গ্যাসের চাপের সমান হয়, তখন তরলটি ফুটতে শুরু করে। ১৫° সেলসিয়াস তাপমাত্রায় পানির বাষ্পচাপ হলো ১.৭২ kPa (১.৭২ kN/m²)।2).

বায়ুমণ্ডলীয় চাপ

পৃথিবীর পৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলের চাপ ব্যারোমিটারের সাহায্যে পরিমাপ করা হয়। সমুদ্রপৃষ্ঠে বায়ুমণ্ডলীয় চাপের গড় ১০১ কিলোপ্যাসকেল এবং এই মানটিকেই প্রমিত করা হয়েছে। উচ্চতা বাড়ার সাথে সাথে বায়ুমণ্ডলীয় চাপ হ্রাস পায়; উদাহরণস্বরূপ, ১,৫০০ মিটার উচ্চতায় এটি কমে ৮৮ কিলোপ্যাসকেল হয়। সমুদ্রপৃষ্ঠে জলস্তম্ভের সমতুল্য উচ্চতা ১০.৩ মিটার, এবং এটিকে প্রায়শই জল ব্যারোমিটার বলা হয়। এই উচ্চতাটি কাল্পনিক, কারণ জলের বাষ্পচাপের কারণে সম্পূর্ণ শূন্যস্থান অর্জন করা সম্ভব হয় না। পারদ একটি অনেক উন্নত ব্যারোমিটারিক তরল, কারণ এর বাষ্পচাপ নগণ্য। এছাড়াও, এর উচ্চ ঘনত্বের ফলে সমুদ্রপৃষ্ঠে প্রায় ০.৭৫ মিটার উচ্চতার একটি যুক্তিসঙ্গত স্তম্ভ তৈরি হয়।

যেহেতু হাইড্রলিক্সে অধিকাংশ চাপই বায়ুমণ্ডলীয় চাপের উপরে থাকে এবং আপেক্ষিকভাবে পরিমাপকারী যন্ত্রের সাহায্যে মাপা হয়, তাই বায়ুমণ্ডলীয় চাপকে ডেটাম অর্থাৎ শূন্য হিসাবে বিবেচনা করা সুবিধাজনক। এক্ষেত্রে, বায়ুমণ্ডলীয় চাপের উপরে থাকলে চাপকে গেজ চাপ এবং এর নিচে থাকলে ভ্যাকুয়াম চাপ বলা হয়। যদি প্রকৃত শূন্য চাপকে ডেটাম হিসাবে ধরা হয়, তবে চাপকে পরম চাপ বলা হয়। অধ্যায় ৫-এ, যেখানে NPSH আলোচনা করা হয়েছে, সেখানে সমস্ত মান পরম জল ব্যারোমিটারের এককে প্রকাশ করা হয়েছে, যেমন— সমুদ্রপৃষ্ঠ = ০ বার গেজ = ১ বার পরম = ১০১ kPa = ১০.৩ মিটার জল।


পোস্ট করার সময়: মার্চ-২০-২০২৪