تفاوت اصلی بین سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر این است که سیالات تراکم پذیر در واقعیت رخ می دهند در حالی که سیالات تراکم ناپذیر مفهومی است که برای سهولت محاسبات ایجاد شده است.
سیالات یا گازها یا مایعاتی هستند که شکل ظرف را به خود می گیرند. در دینامیک سیالات، تراکم پذیری یک سیال عامل بسیار مهمی است. در طبیعت، همه سیالات تراکم پذیر هستند، اما ما سیالات تراکم ناپذیر را برای راحتی مطالعه خود تعریف می کنیم. مفاهیم سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر نقش عمده ای در زمینه هایی مانند دینامیک سیالات، استاتیک سیالات، هوانوردی و بسیاری از زمینه های دیگر دارند.بنابراین، داشتن درک مناسب از مفاهیم تراکم پذیری سیالات برای درک چنین میدان هایی بسیار حیاتی است.
سیالات تراکم پذیر چیست؟
هر مایعی که در زندگی روزمره خود با آن مواجه می شویم قابل تراکم است. برای درک اینکه سیالات تراکم پذیر چیست، ابتدا باید تراکم پذیری چیست. تراکم پذیری سیال عبارت است از کاهش حجم سیال در اثر فشارهای خارجی وارد بر آن. برعکس، یک سیال قابل تراکم حجم خود را در حضور فشار خارجی کاهش می دهد. بنابراین، می‌توانیم اندازه‌گیری کمی تراکم‌پذیری را به عنوان تغییر حجم نسبی مایع در پاسخ به تغییر فشار در نظر بگیریم.
نماد تراکم پذیری β یا κ است. بنابراین، می‌توانیم تراکم‌پذیری را از نظر ریاضی به صورتتعریف کنیم.
κ=(-1/v) ∂V/∂p،
که در آن V حجم و p فشار است.
در واقع، هر گازی به شدت تراکم پذیر است، اما مایعات به شدت تراکم پذیر نیستند. بنابراین تراکم پذیری را می توان به دو صورت تعریف کرد. تراکم پذیری آدیاباتیک و همدما.
شکل 01: سیلندرهای LPG حاوی گازهای فشرده هستند
تراکم پذیری آدیاباتیک تراکم پذیری سیستم را زمانی که دمای سیستم ثابت است توصیف می کند. ما می توانیم آن را با βV نشان دهیم، در حالی که تراکم پذیری همدما به تراکم پذیری اطلاق می شود که بدون انتقال انرژی بین سیستم و محیط اطراف اندازه گیری می شود. ما می توانیم آن را با βS نشان دهیم از آنجایی که یک فرآیند آدیاباتیک نیز ایزنتروپیک است، این فرآیند یک فرآیند آنتروپی ثابت است.
سیالات تراکم ناپذیر چیست؟
سیالات تراکم ناپذیر نوعی سیالات فرضی هستند که دانشمندان برای راحتی محاسبات آن را معرفی کردند. سیال تراکم ناپذیر سیالی است که در اثر فشار خارجی حجم سیال را تغییر نمی دهد.بیشتر محاسبات اساسی که ما در دینامیک سیالات انجام می دهیم به این فرض بستگی دارد که سیال تراکم ناپذیر است.
تقریب تراکم ناپذیری برای اکثر مایعات قابل قبول است زیرا تراکم پذیری آنها بسیار پایین است. با این حال، تراکم پذیری گازها بالا است، بنابراین نمی توانیم گازها را به عنوان سیال تراکم ناپذیر تقریب کنیم. تراکم پذیری یک سیال تراکم ناپذیر همیشه صفر است.
تفاوت بین سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر چیست؟
سیالات قابل تراکم در واقعیت وجود دارند. در واقع، تمام مایعات موجود در طبیعت قابل تراکم هستند. سیالات تراکم ناپذیر مفهومی است که دانشمندان برای سهولت محاسبات توسعه داده اند. از این رو، این تفاوت اصلی بین سیالات تراکم پذیر و غیر قابل تراکم است. بر این اساس، تفاوت قابل توجهی بین سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر این است که حجم سیالات تراکم پذیر با اعمال فشار خارجی کاهش می یابد، اما حجم مایعات تراکم ناپذیر ثابت می ماند.علاوه بر این، محاسبات دینامیک سیالات برای سیالات تراکم ناپذیر در مقایسه با محاسبات مربوط به سیالات تراکم پذیر بسیار آسان است.
خلاصه - سیالات تراکم پذیر در مقابل سیالات تراکم ناپذیر
سیال یا گاز است یا مایع. ما می‌توانیم سیالات را بسته به توانایی آنها در تحت فشرده‌سازی به دو گروه سیالات تراکم‌پذیر و تراکم‌ناپذیر دسته‌بندی کنیم. با این حال، چنین سیالاتی وجود ندارد که تحت فشار قرار نگیرند. بنابراین، مفهوم سیالات تراکم ناپذیر فرضی است. تفاوت اصلی بین سیالات تراکم پذیر و تراکم ناپذیر در این است که سیالات تراکم پذیر در واقعیت رخ می دهند در حالی که سیالات تراکم ناپذیر مفهومی است که برای سهولت محاسبات ایجاد شده است.
