سیال

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد

در فیزیک، شاره یا سَیّال (انگلیسی: Fluid)، مایع، گاز یا هر ماده‌ای است که در اثر تنش برشی هر چند کوچک، پیوسته تغییر شکل دهد و تا زمانی که نیروی برشی به آن وارد می‌شود، به تغییر شکل ادامه دهد.

شاره‌ها ویژگی روان‌شدن دارند و بر خلاف جامدات در برابر تغییر شکل مقاومت نمی‌کنند. یکی دیگر از ویژگی‌های شاره‌ها، چسبندگی یا وَشک‌سانی (English: Viscosity) آنهاست. وشک‌سانی عامل پیوستگی ذرات شاره است. هر چقدر شاره‌ای چسبنده‌تر باشد، ویژگی‌های شاره‌گونه آن کمتر است. (مانند عسل)

انواع شاره‌ها[ویرایش]

شاره‌ها به شارهٔ نیوتنی و غیرنیوتنی تقسیم‌ می‌شوند. در شاره‌های نیوتنی، تنش برشی متناسب با تغییرات کرنش برشی است. ثابت تناسب در این حالت، وَشک‌سانی شاره است. تقریباً هیچ شارهٔ نیوتنی در عمل وجود ندارد و این تنها فرضی برای ساده‌سازی است که البته در بسیاری از محاسبات، تقریب خوبی به‌شمار می‌رود.

در شاره‌های غیرنیوتنی، رابطۀ تنش و نرخ کرنش، خطی نیست و با افزایش تنش، شاره رقیق‌تر یا غلیظ‌تر گردد. در دستهٔ دیگری از شاره‌های غیرنیوتنی، پارامتر وشک‌سانی به زمان نیز وابسته است. به بیان دیگر، این شاره‌ها مانند جامدات تا حدی حافظه تنشی دارند.[۱]

مکانیک شاره‌ها[ویرایش]

مکانیک شاره‌ها به بررسی رفتار و واکنش‌ شاره در اثر نیروها می‌پردازد. به‌طور کلی شاره‌ها در دو حالت استاتیک و دینامیک بررسیده‌می‌شوند.

دینامیک شاره‌ها با معادلات ناویه-استوکس توصیف می‌شود. این معادلات، دستگاهی از معادلات دیفرانسیل پاره‌ای است که از قانون‌های زیر به‌دست آمده‌اند:

جستارهای وابسته[ویرایش]

منابع[ویرایش]

  1. Bird, Byron; Stewart, Warren; Lightfoot, Edward (2007). Transport Phenomena. New York: Wiley, Second Edition. p. 912. ISBN 0-471-41077-2.