Diferența cheie dintre fluidele compresibile și incompresibile este că fluidele compresibile apar în realitate, în timp ce fluidele incompresibile este un concept dezvoltat pentru ușurința calculelor.
Lichidele sunt fie gaze, fie lichide care iau forma recipientului. În dinamica fluidelor, compresibilitatea unui fluid este un factor foarte important. În natură, toate fluidele sunt compresibile, dar definim fluide incompresibile pentru confortul nostru de studiu. Conceptele de fluide compresibile și incompresibile joacă un rol major în domenii precum dinamica fluidelor, statica fluidelor, aviația și multe alte domenii. Prin urmare, este vital să avem o înțelegere adecvată a conceptelor de compresibilitate a fluidelor pentru a înțelege astfel de câmpuri.
Ce sunt fluidele compresibile?
Fiecare fluid pe care îl întâlnim în viața de zi cu zi este compresibil. Pentru a înțelege ce sunt fluidele compresibile, trebuie mai întâi să înțelegem ce este compresibilitatea. Compresibilitatea unui fluid este reducerea volumului fluidului datorită presiunilor externe care acţionează asupra acestuia. În schimb, un fluid compresibil își va reduce volumul în prezența presiunii externe. Prin urmare, putem lua măsurarea cantitativă a compresibilității ca modificarea relativă a volumului lichidului ca răspuns la o schimbare de presiune.
Simbolul pentru compresibilitate este β sau κ. Prin urmare, putem defini matematic compresibilitatea ca
κ=(-1/v) ∂V/∂p, unde V este volumul și p este presiunea.
În realitate, fiecare gaz este foarte compresibil, dar lichidele nu sunt foarte compresibile. Prin urmare, putem defini compresibilitatea în două forme; compresibilitatea adiabatică și izotermă.
Figura 01: Cilindrii GPL conțin gaze comprimate
Compresibilitatea adiabatică descrie compresibilitatea sistemului atunci când temperatura sistemului este constantă. O putem nota cu βV În timp ce compresibilitatea izotermă se referă la compresibilitatea măsurată fără transfer de energie între sistem și împrejurimi. Îl putem nota cu βS Deoarece un proces adiabatic este, de asemenea, isentropic, acest proces este un proces de entropie constantă.
Ce sunt fluidele incompresibile?
Lichidele incompresibile sunt un tip ipotetic de fluide, pe care oamenii de știință l-au introdus pentru confortul calculelor. Un fluid incompresibil este un fluid care nu modifică volumul fluidului din cauza presiunii externe. Majoritatea calculelor de bază pe care le facem în dinamica fluidelor depind de ipoteza că fluidul este incompresibil.
Aproximația incompresibilității este acceptabilă pentru majoritatea lichidelor, deoarece compresibilitatea lor este foarte scăzută. Cu toate acestea, compresibilitatea gazelor este mare, astfel încât nu putem aproxima gazele ca fluide incompresibile. Compresibilitatea unui fluid incompresibil este întotdeauna zero.
Care este diferența dintre fluidele compresibile și cele incompresibile?
Lichidele compresibile apar în realitate. De fapt, toate fluidele găsite în natură sunt compresibile. Fluidele incompresibile sunt un concept pe care oamenii de știință l-au dezvoltat pentru ușurința calculelor. Prin urmare, aceasta este diferența cheie dintre fluidele compresibile și incompresibile. În consecință, o diferență semnificativă între fluidele compresibile și incompresibile este că volumul fluidelor compresibile scade atunci când aplicăm presiune externă, dar volumul lichidelor incompresibile rămâne constant. În plus, calculele fluidodinamice pentru fluidele incompresibile sunt foarte ușoare în comparație cu calculele care implică fluide compresibile.
Rezumat – Fluide compresibile versus fluide incompresibile
Un fluid este fie un gaz, fie un lichid. Putem clasifica fluidele în două grupe mari ca fluide compresibile și incompresibile, în funcție de capacitatea lor de a suferi compresiune. Cu toate acestea, nu există astfel de fluide care să nu sufere compresie. Astfel, conceptul de fluide incompresibile este ipotetic. Diferența cheie dintre fluidele compresibile și incompresibile este că fluidele compresibile apar în realitate, în timp ce fluidele incompresibile este un concept dezvoltat pentru ușurința calculelor.
