அமுக்குமைப் பாய்வு

அமுக்குமைப் பாய்வு (Compressible flow) என்பது பாய்வின்போது பாய்மங்களின் அழுத்தத்தைப் பொறுத்து அடர்த்தி மாறுபடுகின்ற பாய்வுகளைப் பற்றி ஆராயும் பாய்ம இயக்கவியலின் ஒரு பிரிவாகும். மாக் எண் 0.3-ஐத் தாண்டினால் (அ) பாய்வுப் புலத்தில் பெருத்த அளவில் அழுத்த மாற்றம் ஏற்பட்டால் மட்டுமே பாய்வில் அமுங்குமையின் விளைவுகள் கணக்கிலெடுத்துக் கொள்ளப்படும். அமுக்கமைப் பாய்வு மற்றும் அமுக்கவியலாப் பாய்வுகளுக்கு இடையேயுள்ள மிகமுக்கிய வேறுபாடு, அமுக்குமைப் பாய்வில் அதிர்வலைகள் மற்றும் அடைவோட்டம் ஆகியவை ஏற்படுவது ஆராயப்படும்.

பாய்ம இயக்கவியலில் அழுத்தத்தினால் அடர்த்தி மாறக்கூடிய பாய்மங்கள் பற்றிய பிரிவு அமுங்குமைப் பாய்வு எனப்படுகிறது. பாய்ம திசைவேகம் மாக் எண் 0.3 அளவைத் தாண்டும் போது அல்லது ஒரு திரவம் அதிக அழுத்த வேறுபாடுகளுக்கு உட்படும் போது அமுக்கத்தினால் ஏற்படும் விளைவுகள் குறிப்பிடும் படியாக உள்ளது. அமுக்க ஓட்டம் குறிப்பாக அதிர்வு அலைகள் மற்றும் பாய்ம அடைப்பு ஆகியவற்றை அதன் மாதிரிகளில் விளக்குகிறது.

வரையறை

பாய்ம இயக்கவியலில் பாய்மத்தின் போது பாய்மங்களின் பண்புகளில் ஏற்படுகிற மாற்றங்களை இந்த பகுதி விளக்குகிறது. பொதுவாக திரவ பொருள்களின் பாய்மத்தில் அடர்த்தி வேறுபாடு கணக்கில் எடுத்துக்கொள்ள முடியாத அளவில் இருக்கும். எனவே இந்த வகை ஓட்டங்களை அமுக்குமைக்குட்படாத ஓட்டம் என வகைபடுத்தப்பட்டு அது சார்ந்த கோட்பாடுகள் உருவாக்கப்பட்டன. அதிவேக நிலையில் வாயுக்களும், அதிக அழுத்த வேறுபாட்டில் திரவங்களும் அடர்த்தி வேறுபாட்டிற்கு உட்படுவதால் அவற்றை அமுக்குமை பாய்ம ஓட்ட மாதிரிகள் வாயிலாக துல்லியமான முடிவுகள் கணிக்கப்படுகின்றன. அமுக்குமை அல்லாத ஓட்டங்களை நிறை அழிவின்மை விதி மற்றும் உந்த அழிவின்மை விதிகள் அடிப்படையாக கொண்டு தீர்வுகளை பெறலாம். பொதுவாக ஆற்றல் அழிவின்மை விதியும் தீர்வு காண பயன்படுதப்படுகிறது. ஆனால் அமுங்குமை ஓட்டத்தில் வெப்பநிலை என்ற ஒரு புதிய மாறி அடர்த்தி வேறுபாடு காரணமாக வருவதால் அதற்கு தீர்வு காண இயல்நிலை வாயு சமன்பாடு போன்றவை பயன்படுத்தப்படுகின்றன. மேலும் வெப்பத்தோடு சார்ந்த பாய்மத்தின் வெப்பயியக்கவியல் பண்புகள் விவரிக்கப்படுகிறது. இந்த சமன்பாடுகள் பாய்ம ஓட்டத்தை முழுமையாக விவரிக்கின்றன மற்றும் அவற்றின் தீர்வுகள் துல்லிய முடிவுகளை தருகின்றன.

இங்கு அடர்த்தி வேறுபாடு என்று சொல்லப்படுவதால் அதற்கு ஒரு முதன்மை அல்லது குறிப்பு அடர்த்தி அவசியமாகிறது. இந்த குறிப்பு அடர்த்தி இங்கு தேக்கநிலை அடர்த்தி என அறியப்படுகிறது. தேக்கநிலை அடர்த்தி என்பது ஒரு பாய்மத்தை அதன் என்ட்ரோபி மாறாமல் இயக்கம் இல்லாத அமைதி நிலைமைக்கு கொண்டு வரும் போது உள்ள அடர்த்தி ஆகும். இந்த தேக்கநிலை அடர்த்தியோடு ஒப்பிடுகையில், அடர்த்தி வேறுபாடு 5% மேல் இருந்தால் அது அமுங்குமை பாய்ம ஓட்டமாகும். இயல்புநிலை வாயுக்களில் (தன்வெப்ப ஏற்பு விகிதம் 1.4) இந்த அடர்த்தி வேறுபாடு வாயுவின் திசைவேகம் 0.3 மாக் எண்ணுக்கு மேல் கருதத்தக்கதாக உள்ளது. ==

அமுங்குமை ஓட்ட நிகழ்வுகள்

அமுங்குமை ஓட்டத்தில் இரண்டு முக்கிய வேறுபட்ட நிகழ்வுகள் உள்ளன. அவை அழுத்த அதிகரிப்பு அல்லது அழுத்த குறைவினால் ஏற்படுகிற அமுங்கு அலைகள் அல்லது தளர்வு அலைகள் (ஒலி அலைகளை போன்றது).

அதிர்வு அலைகள்

பாய்மத்தின் வெப்ப இயக்கவியல் பண்புகளில் ஏற்படுகிற தொடர்ச்சி இல்லாத மாற்றங்களில் அதிர்வு அலைகளை வரையறுக்க முடியும். வாயுக்களின் அமுங்குமை ஓட்டத்தில் அதிர்வு அலைகள் உணரப்படுகிறது. ஒரு பரிமாண ஓட்டத்தில் அழுத்த அலைகளின் ஒருங்கிணைவு அதிர்வு அலைகள் உருவாக காரணமாகிறது. அதிர்வு அலைகளை உருவாக்க அதிர்வு குழாய்கள் பயன்படுகின்றன. இந்த அதிர்வு குழாய்களில் வெவ்வேறு அழுத்தத்தில் உள்ள இரு பாய்மங்களை பிரிக்கின்ற தடுப்பினை நீக்கும் போது அதிர்வு அலைகள் உண்டாகிறது. இரு பரிமாண மற்றும் முப்பரிமாண ஒட்டங்களில் கோண அதிர்வு அலைகளும் உண்டாகின்றன. கோண அதிர்வு அலைகள் பொதுவாக ஓட்டத்தின் திசை மாறும் பொது உண்டாகின்றன. இதற்கு எளிமையான எடுத்துக்காட்டாக ஒலியைவிட அதிக வேகத்தில் செல்லும் விமான முகப்பில் இந்த இருவகை அதிர்வு அலைகளும் உண்டாகின்றன.

காற்று இயக்கவியல்

காற்று இயக்கவியல், பாய்ம இயக்கவியல் மற்றும் வாயு இயக்கவியலின் உட்பிரிவாகும். அதிவேக காற்று இயக்கத்தின் போது அது ஏற்படுத்துகின்ற விசைகளை பற்றி காற்று இயக்கவியல் விவரிக்கின்றது. அமுங்குமை பாய்ம ஓட்டக் கோட்பாடுகள் மிகவும் சிக்கல் நிறைந்த சமன்பாடுகளை கொண்டிருப்பதால், முதலில் அவற்றை அமுங்கமை இல்லாத ஓட்டமாக கருதி அவற்றின் தீர்வுகள் காணப்பட்டு பின்பு சில திருத்தக் காரணிகளை கொண்டு அமுங்குமை ஓட்டத் தீர்வுகள் காணப்படுகின்றன.