ספיקה – הבדלי גרסאות

אין שינוי בגודל ,  לפני 7 שנים
מ
מ (בוט החלפות: \1כדי)
{{פירוש נוסף|נוכחי=מונח במכניקה}}
'''ספיקה''' היא כמות או מסת הזורם ([[נוזל]], [[גז]] וכדומה) העובר דרך שטח חתך נתון ביחידת זמן.
נוח לבחור את שטח החתך של הגבולות בתוכן מתבצעת הזרימה (רובה או כולה‏‏{{הערה|1=‏עבור צינור לדוגמה נבחר את שטח החתך של הצינור, אלו גבולות הזרימה. לעתים הגבולות לא כל כך ברורים לדוגמה: מה גבולות הזרימה של סילון גז בריק או באוירבאוויר? במקרה כזה נבחר שטח חתך דרכו עוברת רוב הזרימה‏}}), אז הספיקה היא פשוט נפח או מסת הזורם המועבר בזרימה כולה ליח'ליחידת זמן. ספיקה מסומנת בדרך כלל באות Q.
 
ב[[הנדסה]] מקובל להבדיל בין ספיקה מסית ([[מסה]] ליחידת זמן) לספיקה נפחית ([[נפח]] ליחידת זמן):
 
*'''ספיקה נפחית''' מייצגת כמות חומר ליח'ליחידת זמן בזרימה ומוגדרת באופן הבא:
:<math>Q_V=\iint_{S} \mathbf{v} \cdot d \mathbf{S} </math>
:כאשר <math>S</math> שטח החתך, <math>\mathbf{v}</math> שדה המהירות של הזורם ו- <math>d \mathbf{S}</math> הינוהוא וקטור שגודלו הוא אלמנט שטח קטן כרצוננו וכיוונו ניצב למישור המכיל את אלמנט השטח.
 
:ב[[מערכת SI]] נמדדת הספיקה הנפחית ב[[מטר מעוקב לשנייה]] (קוב לשנייה).
 
*'''ספיקה מסית''' מייצגת את כמות המסה המועברת ליח'ליחידת זמן בזרימה ומוגדרת באופן הבא:
 
:<math>Q_M=\iint_{S}\rho \mathbf{v} \cdot d \mathbf{S} </math>
 
==ספיקה של צינור==
אחד השימושים הנפוצים במושג ספיקה הוא בצנרת, נרצה לדעת במה תלויה הספיקה המסית של צינור בו זורם נוזל צמיג. נניח שהצינור שלנו בעל שטח חתך מעגלי והצינור אינסופי וישר, נגדיר את מערכת הצירים כך שכיוון הזרימה הינוהוא כיוון <math> \hat x</math>,
 
נעבוד במערכת קורדינאטות גליליות כך שהמרחק מציר <math> \hat x</math> יסומן בקורדינאטה <math>r</math>.
בנוסף נניח כי הזרימה [[עמידה]], ה[[נוזל ניוטוני|זורם הינו ניוטוני]] בלתי דחיס ורדיוס הצינור הינוהוא <math>R</math>.
 
כדי שתיווצר זרימה חייב להיות [[גרדיאנט]] [[לחץ]] לאורך הצינור <math>\partial p/ \partial x</math>
כאשר <math>\eta</math> היא הצמיגות של הנוזל ו- <math>v_x</math> הגודל של וקטור המהירות.
 
הפתרון היחיד של משוואה זו שמתאפס על דפנות הצינור (ב- <math> r = R </math>) וסופי בראשית הינוהוא
:<math>v_x=\frac 1 {4 \eta} \frac {\partial p} {\partial x} (r^2-R^2) </math>
כיון שכוון הזרימה ניצב לכל המישורים המכילים את שטח החתך של הצינור אז <math>\mathbf{v}</math> ו- <math>d \mathbf{S}</math> וקטורים מקבילים וה'''ספיקה''' ניתנת פשוט על ידי: