संपीड़न (भौतिकी)
यांत्रिकी में, संपीड़न सामग्री या संरचनात्मक प्रणाली पर अलग-अलग बिंदुओं पर संतुलित आवक (धक्का) बलों का अनुप्रयोग है, अर्थात, बिना नेट बल या टोक़ के बल को एक या अधिक दिशाओं में इसके आकार को कम करने के लिए निर्देशित किया जाता है।[1] यह तनाव (भौतिकी) या कर्षण के विपरीत है, संतुलित बाहरी (खींचने) बलों के आवेदन; और अपरूपण तनाव बलों के साथ, सामग्री की परतों को एक दूसरे के समानांतर विस्थापित करने के लिए निर्देशित किया जाता है। सामग्री और संरचनाओं की संपीड़न शक्ति महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग विचार है।
अक्षीय संपीड़न में, बलों को केवल एक दिशा में निर्देशित किया जाता है, ताकि वे उस दिशा में वस्तु की लंबाई को कम करने की दिशा में कार्य करें।[2] संपीड़ित बलों को कई दिशाओं में भी लागू किया जा सकता है; उदाहरण के लिए प्लेट के किनारों के साथ या सिलेंडर (ज्यामिति) की पूरी तरफ की सतह पर, ताकि इसके क्षेत्र (द्विअक्षीय संपीड़न) को कम किया जा सके, या शरीर की पूरी सतह पर अंदर की ओर, ताकि इसकी मात्रा कम हो सके।
तकनीकी रूप से, सामग्री कुछ विशिष्ट बिंदु पर और विशिष्ट दिशा के साथ संपीड़न की स्थिति में होती है , अगर सतह के साथ सतह पर तनाव (यांत्रिकी) वेक्टर का सामान्य तनाव सामान्य है के विपरीत निर्देशित है . यदि तनाव वेक्टर स्वयं के विपरीत है , सामग्री को सामान्य संपीड़न या शुद्ध संपीड़न तनाव के तहत कहा जाता है . ठोस में, संपीड़न की मात्रा आम तौर पर दिशा पर निर्भर करती है , और सामग्री कुछ दिशाओं में संपीड़न के अधीन हो सकती है लेकिन दूसरों के साथ कर्षण के तहत हो सकती है। यदि तनाव वेक्टर विशुद्ध रूप से संपीड़ित है और सभी दिशाओं के लिए समान परिमाण है, तो उस बिंदु पर सामग्री को आइसोट्रोपिक या हाइड्रोस्टेटिक संपीड़न के तहत कहा जाता है। यह एकमात्र प्रकार का स्थैतिक संपीड़न है जिसे तरल पदार्थ और गैसें सहन कर सकते हैं।[3]
यांत्रिक तरंग में जो अनुदैर्ध्य तरंग होती है, माध्यम तरंग की दिशा में विस्थापित हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप संपीड़न और विरलन के क्षेत्र होते हैं।
प्रभाव
जब संपीड़न (या किसी अन्य प्रकार के तनाव) के तहत रखा जाता है, तो प्रत्येक सामग्री को कुछ विकृति का सामना करना पड़ेगा, भले ही अगोचर हो, जिससे उसके परमाणुओं और अणुओं की औसत सापेक्ष स्थिति बदल जाती है। विरूपण स्थायी हो सकता है, या जब संपीड़न बल गायब हो जाते हैं तो उलटा हो सकता है। बाद के मामले में, विरूपण प्रतिक्रिया बलों को जन्म देता है जो संपीड़न बलों का विरोध करते हैं, और अंततः उन्हें संतुलित कर सकते हैं।[4] तरल पदार्थ और गैसें स्थिर एकअक्षीय या द्विअक्षीय संपीड़न को सहन नहीं कर सकते हैं, वे तुरंत और स्थायी रूप से विकृत हो जाएंगे और कोई स्थायी प्रतिक्रिया बल नहीं देंगे। हालाँकि, वे समदैशिक संपीड़न को सहन कर सकते हैं, और अन्य तरीकों से क्षण भर में संकुचित हो सकते हैं, उदाहरण के लिए ध्वनि तरंग में।
आइसोट्रोपिक संपीड़न के तहत रखे जाने पर प्रत्येक सामान्य सामग्री मात्रा में अनुबंध करेगी, क्रॉस-सेक्शन क्षेत्र में अनुबंध जब समान द्विअक्षीय संपीड़न के तहत रखा जाएगा, और लंबाई में अनुबंध जब अक्षीय संपीड़न में रखा जाएगा। विरूपण एक समान नहीं हो सकता है और संपीड़न बलों के साथ गठबंधन नहीं किया जा सकता है। उन दिशाओं में क्या होता है जहां कोई संपीड़न नहीं होता है यह सामग्री पर निर्भर करता है।[4] अधिकांश सामग्रियों का उन दिशाओं में विस्तार होगा, लेकिन कुछ विशेष सामग्री अपरिवर्तित या अनुबंधित भी रहेंगी। सामान्य तौर पर, सामग्री पर लागू तनाव और परिणामी विरूपण के बीच संबंध सातत्य यांत्रिकी का केंद्रीय विषय है।
उपयोग
ठोस पदार्थों के संपीड़न के सामग्री विज्ञान, भौतिकी और संरचनात्मक इंजीनियरिंग में कई निहितार्थ हैं, संपीड़न के लिए तनाव (भौतिकी) और तनाव (यांत्रिकी) की ध्यान देने योग्य मात्रा उत्पन्न होती है।
संपीड़न को प्रेरित करके, यांत्रिक गुणों जैसे कि संपीड़ित शक्ति या लोच के मापांक को मापा जा सकता है।[5] संपीड़न मशीनें बहुत छोटे टेबल टॉप सिस्टम से लेकर 53 मिलियन से अधिक क्षमता वाले लोगों तक होती हैं।
अंतरिक्ष को बचाने के लिए गैसों को अक्सर अत्यधिक संपीड़ित गैस के रूप में संग्रहीत और भेज दिया जाता है। थोड़ी सी संपीड़ित हवा या अन्य गैसों का उपयोग गुब्बारे, रबर की नावों और अन्य inflatable संरचना ओं को भरने के लिए भी किया जाता है। संपीडित द्रवों का उपयोग हाइड्रोलिक उपकरण और fracking में किया जाता है।
इंजन में
आंतरिक दहन इंजन
आंतरिक दहन इंजन में विस्फोटक मिश्रण प्रज्वलित होने से पहले संकुचित हो जाता है; संपीड़न इंजन की दक्षता में सुधार करता है। उदाहरण के लिए, ओटो चक्र में, पिस्टन का दूसरा स्ट्रोक चार्ज के संपीड़न को प्रभावित करता है जिसे पहले फॉरवर्ड स्ट्रोक द्वारा सिलेंडर में खींचा गया है।[6]
भाप इंजन
यह शब्द उस व्यवस्था पर लागू होता है जिसके द्वारा भाप इंजन के निकास वाल्व को बंद करने के लिए बनाया जाता है, पिस्टन के स्ट्रोक के पूरा होने से पहले सिलेंडर (इंजन) में निकास भाप के हिस्से को बंद कर देता है। जैसे ही स्ट्रोक पूरा होता है, इस भाप को संपीड़ित किया जाता है, कुशन बनता है जिसके खिलाफ पिस्टन काम करता है जबकि इसका वेग तेजी से कम हो रहा है, और इस प्रकार पारस्परिक भागों की जड़ता के कारण तंत्र में तनाव कम हो जाता है।[7] इसके अलावा, यह संपीड़न उस झटके को कम करता है जो अन्यथा रिटर्न स्ट्रोक के लिए ताजा भाप के प्रवेश के कारण होता।
यह भी देखें
- buckling
- कंटेनर संपीड़न परीक्षण
- संपीड़न सदस्य
- दबाव की शक्ति
- लोंगिट्युडिनल वेव
- पी लहर
- दुर्लभता
- सामग्री की ताकत
- रीसल प्रभाव
- विमान तनाव संपीड़न परीक्षण
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- टॉर्कः
- शुद्ध बल
- ताकत
- दबाव की शक्ति
- साधारण तनाव
- सतह सामान्य
- गैसों
- लोंगिट्युडिनल वेव
- विरल करना
- ध्वनि की तरंग
- सातत्यक यांत्रिकी
- पदार्थ विज्ञान
- संरचनात्मक अभियांत्रिकी
- भौतिक विज्ञान
- गुब्बारा
- संपीडित गैस
- रबड़ की नाव
- भाप का इंजन
संदर्भ
- ↑ Ferdinand Pierre Beer, Elwood Russell Johnston, John T. DeWolf (1992), "Mechanics of Materials". (Book) McGraw-Hill Professional, ISBN 0-07-112939-1
- ↑ Erkens, Sandra & Poot, M. The uniaxial compression test. Delft University of Technology. (1998). Report number: 7-98-117-4.
- ↑ Ronald L. Huston and Harold Josephs (2009), "Practical Stress Analysis in Engineering Design". 3rd edition, CRC Press, 634 pages. ISBN 9781574447132
- ↑ 4.0 4.1 Fung, Y. C. (1977). A First Course in Continuum Mechanics (2nd ed.). Prentice-Hall, Inc. ISBN 978-0-13-318311-5.
- ↑ Hartsuijker, C.; Welleman, J. W. (2001). Engineering Mechanics. Volume 2. Springer. ISBN 978-1-4020-412
- ↑ J.Heywood. Internal Combustion Engine Fundamentals 2E. McGraw-Hill Education. (2018). ISBN 9781260116113 [url=https://books.google.com/books?id=OmJUDwAAQBAJ]
- ↑ Wiser, Wendell H. (2000). Energy resources: occurrence, production, conversion, use. Birkhäuser. p. 190. ISBN 978-0-387-98744-6.
