Teapot effect
ટીપોટ અસર, જેને ડ્રિબલિંગ તરીકે પણ ઓળખવામાં આવે છે, તે એક પ્રવાહી ગતિશીલતાની ઘટના છે જે ત્યારે થાય છે જ્યારે કન્ટેનરમાંથી રેડવામાં આવતું પ્રવાહી ચાપમાં વહેવાને બદલે નળી અથવા જહાજના મુખ્ય ભાગમાં વહે છે. માર્કસ રેઇનરે 1956 માં "ટીપોટ ઇફેક્ટ" શબ્દનો ઉપયોગ કર્યો હતો, જે પ્રવાહીને વહાણની બાજુમાં નીચે ફેંકવાની વૃત્તિને વર્ણવે છે. રેઇનરે 1913માં ટીયુ વિએન ખાતે પીએચડી પ્રાપ્ત કરી હતી અને રિઓલોજી તરીકે ઓળખાતા પ્રવાહ વર્તનના અભ્યાસના વિકાસમાં નોંધપાત્ર યોગદાન આપ્યું હતું. રેઇનર માનતા હતા કે ચાની અસરને બર્નૌલીના સિદ્ધાંત દ્વારા સમજાવી શકાય છે, જે જણાવે છે કે પ્રવાહીની ગતિમાં વધારો હંમેશા તેના દબાણમાં ઘટાડા સાથે થાય છે. જ્યારે ચાની પોટમાંથી ચા રેડવામાં આવે છે, ત્યારે પ્રવાહીની ગતિ વધે છે કારણ કે તે સાંકડી નળીમાંથી વહે છે. દબાણમાં આ ઘટાડો એ હતો જે રેઇનરે વિચાર્યું હતું કે પ્રવાહીને વાસણની બાજુમાં નીચે ફેંકી દે છે. જો કે, 2021 ના એક અભ્યાસમાં આ ઘટનાનું પ્રાથમિક કારણ જડતા અને કેશિકા બળોની ક્રિયાપ્રતિક્રિયા હોવાનું જાણવા મળ્યું છે. અભ્યાસમાં જાણવા મળ્યું છે કે કન્ટેનરની દિવાલ અને પ્રવાહી સપાટી વચ્ચેનો ખૂણો જેટલો નાનો હોય છે, તેટલી જ ચાની અસર ધીમી પડે છે. 1950 ની આસપાસ, હાઇફા (ઇઝરાયેલ) માં ટેક્નીયન ઇન્સ્ટિટ્યૂટ અને ન્યૂ યોર્ક યુનિવર્સિટીના સંશોધકોએ આ અસરને વૈજ્ઞાનિક રીતે સમજાવવાનો પ્રયાસ કર્યો. હકીકતમાં, બે ઘટનાઓ છે જે આ અસરમાં ફાળો આપે છેઃ એક તરફ, બર્નૌલી સમીકરણનો ઉપયોગ તેને સમજાવવા માટે થાય છે, બીજી તરફ, પ્રવાહી અને નળીની સામગ્રી વચ્ચેની સંલગ્નતા પણ મહત્વપૂર્ણ છે. બર્નૌલી સમજૂતી અનુસાર, પ્રવાહી રેડતી વખતે નળીની આંતરિક ધાર સામે દબાવવામાં આવે છે, કારણ કે અંતે દબાણની સ્થિતિ, ધાર, નોંધપાત્ર રીતે બદલાય છે; આસપાસના હવાનું દબાણ પ્રવાહીને નળી તરફ ધકેલી દે છે. યોગ્ય વાસણની ભૂમિતિ (અથવા પૂરતા પ્રમાણમાં ઊંચી રેડવાની ઝડપ) ની મદદથી તે ટાળી શકાય છે કે પ્રવાહી નળી સુધી પહોંચે છે અને આમ ચાની અસરને ચાલુ કરે છે. હાઇડ્રોડાયનેમિક્સના નિયમો (પ્રવાહ સિદ્ધાંત) આ પરિસ્થિતિનું વર્ણન કરે છે, સંબંધિત મુદ્દાઓ નીચેના વિભાગોમાં સમજાવવામાં આવ્યા છે. સંલગ્નતા પણ ભૂમિકા ભજવે છે, તેથી નળીની સામગ્રી અથવા પ્રવાહીનો પ્રકાર (ઉદાહરણ તરીકે, પાણી, આલ્કોહોલ અથવા તેલ) પણ ચાની અસરની ઘટના માટે સુસંગત છે. કેટલીકવાર આ સંદર્ભમાં કોંડા અસરનો ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે, પરંતુ વૈજ્ઞાનિક સાહિત્યમાં તેનો ભાગ્યે જ ઉલ્લેખ કરવામાં આવે છે અને તેથી તેને ચોક્કસપણે વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવતી નથી. ઘણીવાર આમાં ઘણી જુદી જુદી ઘટનાઓ મિશ્રિત હોય તેવું લાગે છે. સાતત્ય સમીકરણ હાઇડ્રોડાયનેમિક્સમાં, વહેતા પ્રવાહીની વર્તણૂક પ્રવાહ રેખાઓ દ્વારા દર્શાવવામાં આવે છે. તેઓ પ્રવાહની જ દિશામાં દોડે છે. જો બહાર વહેતું પ્રવાહી ધાર પર અથડાય છે, તો પ્રવાહ નાના ક્રોસ-સેક્શનમાં સંકુચિત થાય છે. કાલ્પનિક ક્રોસ સેક્શન (પ્રવાહને લંબરૂપ) ક્યાં સ્થિત છે તે ધ્યાનમાં લીધા વિના, પ્રવાહી કણોના પ્રવાહનો દર સ્થિર રહે તો જ તે તૂટી જતું નથી. તેથી દ્રવ્યમાનની સમાન માત્રા એક આંતર-વિભાગીય વિસ્તારમાંથી વહેવી જોઈએ જેમ કે બીજામાંથી વહે છે. હવે આમાંથી કોઈ નિષ્કર્ષ કાઢી શકે છે, પરંતુ વાસ્તવિકતામાં પણ અવલોકન કરી શકે છે કે પ્રવાહ અવરોધો પર વેગ આપે છે અને પ્રવાહરેખાઓ એકઠી થાય છે. આ પરિસ્થિતિ બિન-તોફાની પ્રવાહ માટે સાતત્ય સમીકરણનું વર્ણન કરે છે. બર્નૌલી સમીકરણ પરંતુ જો તમે પ્રવાહની ગતિમાં ફેરફાર કરો તો પ્રવાહમાં દબાણની સ્થિતિનું શું થાય છે? વૈજ્ઞાનિક ડેનિયલ બર્નૌલીએ 18મી સદીની શરૂઆતમાં જ આ પ્રશ્નનો સામનો કર્યો હતો. ઉપર ઉલ્લેખિત સાતત્યની વિચારણાઓના આધારે, તેમણે દબાણ અને ઝડપના બે જથ્થાને જોડ્યા હતા. બર્નૌલી સમીકરણનું મુખ્ય નિવેદન એ છે કે જ્યાં વેગ વધે છે ત્યાં પ્રવાહીમાં દબાણ ઘટે છે (અને ઊલટું): બર્નૌલી અને વેન્ટુરી અનુસાર પ્રવાહ. અસર પ્રવાહમાં દબાણ કેન નળીની ધાર પર ઓછું થાય છે. જો કે, પ્રવાહની બહારનું હવાનું દબાણ દરેક જગ્યાએ સમાન હોવાથી, દબાણમાં તફાવત હોય છે જે પ્રવાહીને ધાર પર ધકેલી દે છે. ઉપયોગમાં લેવાતી સામગ્રીના આધારે, પ્રવાહ પ્રક્રિયા દરમિયાન નળીની બહારની બાજુ હવે ભીની થઈ જાય છે. આ બિંદુએ, વધારાના આંતરમુખ બળો ઉત્પન્ન થાય છેઃ પ્રવાહી નળી સાથે એક સાંકડી પ્રવાહ તરીકે ચાલે છે અને જ્યાં સુધી તે નીચેથી અલગ ન થાય ત્યાં સુધી ચાલે છે. અનિચ્છનીય ચાની અસર ત્યારે જ થાય છે જ્યારે તેને ધીમે ધીમે અને કાળજીપૂર્વક રેડવામાં આવે. ઝડપી રેડવામાં, પ્રવાહી ટીપાં વગર ચાપમાં નળીમાંથી બહાર વહે છે, તેથી તેને પ્રમાણમાં ઊંચો વેગ આપવામાં આવે છે જેની સાથે પ્રવાહી ધારથી દૂર જાય છે (ટોરિસેલી આઉટફ્લો વેગ જુઓ). બર્નૌલી સમીકરણના પરિણામે દબાણનો તફાવત પ્રવાહને એટલી હદે પ્રભાવિત કરવા માટે પૂરતો નથી કે પ્રવાહીને નળીની ધારની આસપાસ ધકેલી દેવામાં આવે. પ્રવાહની સ્થિતિને ગાણિતિક રીતે વર્ણવી શકાય છે, તેથી નિર્ણાયક પ્રવાહ વેગ પણ વ્યાખ્યાયિત કરવામાં આવે છે. જો તે રેડતી વખતે નીચે પડે છે, તો પ્રવાહી વાસણમાં નીચે વહે છે; તે ટીપાં કરે છે. સૈદ્ધાંતિક રીતે, આ ઝડપ ચોક્કસ કેન ભૂમિતિ, વર્તમાન હવાનું દબાણ અને કેનનું ભરણ સ્તર, નળી સામગ્રી, પ્રવાહીની સ્નિગ્ધતા અને રેડવાના ખૂણા માટે ચોક્કસપણે ગણતરી કરી શકાય છે. ભરણ સ્તર સિવાય, મોટાભાગના પ્રભાવશાળી ચલને બદલી શકાતા નથી (ઓછામાં ઓછું વ્યવહારમાં પૂરતા પ્રમાણમાં ચોક્કસ નથી), તેથી ચાની અસરને ટાળવાનો એકમાત્ર રસ્તો સામાન્ય રીતે વાસણ માટે યોગ્ય ભૂમિતિ પસંદ કરવાનો હોય છે. બીજી ઘટના એ છે કે વાયુના અણુઓના પ્રવેશ (એક તરફી જળ જેટ પંપીંગ અસર) ને કારણે નળી અને પ્રવાહીના જેટ વચ્ચે હવાના દબાણમાં ઘટાડો થાય છે, જેથી વિપરીત બાજુનું હવાનું દબાણ પ્રવાહીના જેટને નળી તરફ ધકેલી દેશે. જો કે, ચા રેડતી વખતે સામાન્ય રીતે પ્રવર્તમાન પરિસ્થિતિઓમાં, આ અસર ભાગ્યે જ દેખાશે. પરિણામ એક સારા જગમાં, ફેશનને ધ્યાનમાં લીધા વિના, ટીયર-ઓફ ધાર (એટલે કે. કોઈ ગોળાકાર ધાર નથી) જેથી ધારની આસપાસ દોડવું વધુ મુશ્કેલ બને. અને-તેનાથી પણ વધુ મહત્વપૂર્ણ-ધાર પછી, નળીએ પહેલા ઉપરની તરફ જવું જોઈએ (જગ જે સ્થિતિમાં રાખવામાં આવે છે તેને ધ્યાનમાં લીધા વગર). પરિણામે, પ્રવાહી રેડતી વખતે નળીની ધારની આસપાસ ગયા પછી ઉપરની તરફ વહેવાની ફરજ પડશે, પરંતુ ગુરુત્વાકર્ષણ દ્વારા આને અટકાવવામાં આવે છે. આમ ધીમે ધીમે રેડતી વખતે પણ પ્રવાહ ભીનાશનો પ્રતિકાર કરી શકે છે અને પ્રવાહી નળીના નીચલા તરફ વળેલા ભાગ અને જગના શરીર સુધી પહોંચતું નથી. જમણી બાજુની છબીમાં ત્રણ જહાજો ખરાબ રેડવાની વર્તણૂક સાથે બતાવવામાં આવ્યા છે. ટેબલ પર ઊભેલી આડી સ્થિતિમાં પણ, સ્પાઉટ્સની નીચેની ધાર ઉપરની તરફ નિર્દેશ કરતી નથી. પાછળ સારી રીતે રચાયેલી ટીપ્સના પરિણામે સારી પ્રવાહ લાક્ષણિકતાઓ ધરાવતા ચાર જહાજો છે. અહીં, પ્રવાહી નળીની નીચલી ધાર પર 45° કરતા ઓછા ખૂણા પર વધે છે. અંશતઃ, આ ત્યારે જ સ્પષ્ટ થાય છે જ્યારે કોઈ સામાન્ય મહત્તમ ભરણ સ્તરને ધ્યાનમાં લે છેઃ ઉદાહરણ તરીકે, જમણી બાજુએ કાચનું આવરણ, તેની પાતળી ગરદનને કારણે પ્રથમ નજરમાં નબળું રેડનાર દેખાય છે. જો કે, આવા વાસણો સામાન્ય રીતે બાટલીના ગોળ ભાગની ધાર સુધી ભરવામાં આવતા હોવાથી, રેડતી વખતે પ્રવાહી માટે horizontally.Upward ખૂણો રેડતી વખતે ગરદન પર ફાયદાકારક વધારો પ્રાપ્ત થાય છે. જમણી બાજુએ બે નીચલા જગ સાથે, નળીની ઉચ્ચ સ્થિતિ (મહત્તમ ભરવાના સ્તરથી ઉપર) નો અર્થ એ છે કે વહાણ રેડતા પહેલા થોડું નમેલું હોવું જોઈએ, જેથી નળીને ધાર પછી સીધા જ ઉપર ધકેલી શકાય (ગુરુત્વાકર્ષણ સામે). સૂચવે છે. ચાના વાસણની અસરને ટાળવા માટે, વાસણને ઓછું ભરી શકાય છે, જેથી શરૂઆતથી જ મોટો ઝુકાવ કોણ જરૂરી બને. જો કે, અસર અથવા આદર્શ ભરણ સ્તર ફરીથી કેનની ભૂમિતિ પર આધાર રાખે છે. ચાની અસર બોટલ સાથે થતી નથી કારણ કે બોટલની પાતળી ગરદન હંમેશા રેડતી વખતે ઉપર તરફ નિર્દેશ કરે છે; તેથી પ્રવાહને લાંબા માર્ગે "ઉપર તરફ વહેવો" પડશે. તેથી બોટલ જેવા કન્ટેનરનો ઉપયોગ ઘણીવાર પ્રયોગશાળામાં પ્રવાહી રસાયણો માટે થાય છે. ટપકતા અટકાવવા માટે ત્યાં અમુક સામગ્રીનો પણ ઉપયોગ કરવામાં આવે છે, ઉદાહરણ તરીકે કાચ, જેને સરળતાથી આકાર આપી શકાય છે અથવા શક્ય તેટલી તીક્ષ્ણ ધાર બનાવવા માટે જમીન પણ કરી શકાય છે, અથવા ટેફ્લોન, ઉદાહરણ તરીકે, જે ઉપર વર્ણવેલ સંલગ્ન અસરને ઘટાડે છે. ટપક પકડનારો પણ જુઓ સંલગ્નતા કોન્ડાની અસર સ્ટોલ (પ્રવાહી ગતિશીલતા) સંદર્ભો વધુ વાંચન, એલ્કોક, લિન્ડલી એન્ડ બ્લોર લિમિટેડ, https://web.archive.org/web/20230128230232/https:// www. teaporum. org/વ્યૂટોપિક. pphp? t = 1980, https://web.archive.org/web/20230128230443/https:// cauldonceramics. com/પ્રોડક્ટ્સ/રી-એન્જિનિયર્ડ-ઇઆન-મિન્ટાયર-બ્રાઉન-બેટ્ટી-4-કપ-ટીપોટ-સાથે-ઇન્ફ્યૂઝર-ઇન-રોકિંગહામ-બ્રાઉન-બાય-કોલડન-સેરામિક્સ (એનબી. ચિત્રમાં મેલિટ્ટા કોફી પોટ્સ (પેટન્ટ દ્વારા સંરક્ષિત) મોડેલ નં. 1 1⁄2 કપ માટે 301 અને મોડલ નં. 4 કપ માટે 304, સંભવતઃ 1920 અથવા 1930 ના દાયકામાં ઉત્પાદિત.) (9 પૃષ્ઠો) (4 પૃષ્ઠો) (3 પૃષ્ઠો) (44 પૃષ્ઠો) (1 + 2 + 186+2 પૃષ્ઠો) (એનબી. આ પ્રકાશનની પ્રિન્ટ રન 1000 ટુકડાઓ સુધી મર્યાદિત છે.) (1+195 + 1 પૃષ્ઠો) (એનબી. આ પ્રકાશનની પ્રિન્ટ રન 1000 ટુકડાઓ સુધી મર્યાદિત છે. અનુરૂપ પેટન્ટ 476417 છે.) (2 પૃષ્ઠો) (2 પૃષ્ઠો) (xvi + 249+3 પૃષ્ઠો) https://feldlilie.wordpress.com/2012/01/19/physikfrage-12485521 https://www.stevenabbott.co.uk/practical-coatings/Teapot.php https://thiru.de/pages/teekanne-tropft https://www.kalkspatzforum.de/viewtopic.php?t=2417 https://teehaus-bachfischer.de/tropfenfaenger-fuer-teekannen, https://sterntee.de/navi.php?a=15902 ડ્રોપ કેચર ફ્લુઇડ ડાયનેમિક્સ ટીપોટ્સ કોફી તૈયારી પોટરી