Fluid Mechanics: પ્રશ્નો અને જવાબોFluid Mechanics: questions and answers
GPSC, GSSSB, તલાટી અને ગુજરાત પોલીસ પરીક્ષા માટે 10 ફ્રી પ્રશ્નો, દરેકનો જવાબ અને ગુજરાતી + English સમજૂતી સાથે.10 free practice questions for GPSC, GSSSB, Talati and Gujarat Police exams, each with the answer and a Gujarati + English explanation.
1. પ્રવાહી મિકેનિક્સમાં, કાઇનેમેટિક સ્નિગ્ધતાનું પરિમાણ શું છે?In fluid mechanics, what is the dimension of kinematic viscosity?
- AM L⁻¹ T⁻¹M L⁻¹ T⁻¹
- BL² T⁻¹L² T⁻¹
- CM L² T⁻²M L² T⁻²
- DM L T⁻²M L T⁻²
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (B) L² T⁻¹L² T⁻¹
ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા એ ગતિશીલ સ્નિગ્ધતા (M L⁻¹ T⁻¹) થી ઘનતા (M L⁻³) નો ગુણોત્તર છે. આમ, તેનું પરિમાણ (M L⁻¹ T⁻¹) / (M L⁻³) = L² T⁻¹ છે.Kinematic viscosity is the ratio of dynamic viscosity (M L⁻¹ T⁻¹) to density (M L⁻³). Thus, its dimension is (M L⁻¹ T⁻¹) / (M L⁻³) = L² T⁻¹.
2. બાઉન્ડ્રી લેયર સિદ્ધાંતમાં, 'ડિસ્પ્લેસમેન્ટ થીકનેસ' (δ*) કેવી રીતે વ્યાખ્યાયિત થાય છે?In boundary layer theory, the 'Displacement Thickness' (δ*) is defined as:
- Aδ* = ∫₀^δ (u / U) dyδ* = ∫₀^δ (u / U) dy
- Bδ* = ∫₀^δ (u / U) (1 - u / U) dyδ* = ∫₀^δ (u / U) (1 - u / U) dy
- Cδ* = ∫₀^δ (u / U) (1 - u² / U²) dyδ* = ∫₀^δ (u / U) (1 - u² / U²) dy
- Dδ* = ∫₀^δ (1 - u / U) dyδ* = ∫₀^δ (1 - u / U) dy
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) δ* = ∫₀^δ (1 - u / U) dyδ* = ∫₀^δ (1 - u / U) dy
ડિસ્પ્લેસમેન્ટ થીકનેસ δ* = ∫₀^δ (1 - u/U) dy એ અંતર છે જેના દ્વારા માસ ફ્લો રેટમાં થયેલા ઘટાડાને સરભર કરવા સપાટીને ખસેડવામાં આવે છે.Displacement thickness δ* = ∫₀^δ (1 - u/U) dy is the distance by which the solid boundary must be displaced outward to compensate for the reduction in mass flow rate due to viscosity.
3. સેન્ટ્રીફ્યુગલ પંપમાં એવી કેવિટેશન (પોલાણ) ની સમસ્યા અટકાવવા માટે, ઉપલબ્ધ NPSH (NPSHA) કેટલું હોવું જોઈએ?To prevent cavitation in a centrifugal pump installation, the Net Positive Suction Head Available (NPSHA) must be:
- Aજરૂરી NPSH (NPSHR) કરતાં વધારે હોવું જોઈએGreater than Net Positive Suction Head Required (NPSHR)
- Bજરૂરી NPSH (NPSHR) કરતાં ઓછું હોવું જોઈએLess than Net Positive Suction Head Required (NPSHR)
- Cશૂન્ય બરાબર હોવું જોઈએEqual to zero
- Dનકારાત્મક હોવું જોઈએNegative
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) જરૂરી NPSH (NPSHR) કરતાં વધારે હોવું જોઈએGreater than Net Positive Suction Head Required (NPSHR)
કેવિટેશન અટકાવવા માટે સિસ્ટમમાં ઉપલબ્ધ NPSH એ પંપ માટે જરૂરી NPSHR કરતાં હંમેશા વધારે હોવું જોઈએ (NPSHA > NPSHR).Cavitation occurs when absolute pressure drops below vapour pressure. To prevent cavitation, NPSH available must exceed NPSH required by the pump manufacturer (NPSHA > NPSHR).
4. લંબચોરસ ચેનલમાં, ખૂબ જ વિશાળ ચેનલ માટે હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યા (R) (જ્યાં પહોળાઈ B ઊંડાઈ y કરતાં ઘણી વધારે છે) લગભગ સમાન છે:In a rectangular channel, the hydraulic radius (R) for a very wide channel (where width B is much greater than depth y) is approximately equal to:
- Ay/2y/2
- Byy
- C2વ2y
- DB/2B/2
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (B) yy
હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યા R = વિસ્તાર(A) / ભીની પરિમિતિ(P). લંબચોરસ ચેનલ માટે, R = (B*y) / (B+2y). જો B >> y, તો B+2y ≈ B, તેથી R ≈ (B*y)/B = y.Hydraulic radius R = Area(A) / Wetted Perimeter(P). For a rectangular channel, R = (B*y) / (B+2y). If B >> y, then B+2y ≈ B, so R ≈ (B*y)/B = y.
5. દળ ઘનતા ρ ધરાવતા સ્થિર પ્રવાહીમાં h ઊંડાઈએ દબાણ તીવ્રતા p કયા હાઇડ્રોસ્ટેટિક સમીકરણ દ્વારા નિયંત્રિત થાય છે?The pressure intensity p at a depth h in a static fluid of mass density ρ is governed by the hydrostatic equation:
- Ap = ρ / (g h)p = ρ / (g h)
- Bdp/dh = -ρ g²dp/dh = -ρ g²
- Cdp/dh = ρ gdp/dh = ρ g
- Ddp/dh = g / ρdp/dh = g / ρ
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (C) dp/dh = ρ gdp/dh = ρ g
હાઇડ્રોસ્ટેટિક નિયમ મુજબ ઊંડાઈ સાથે દબાણ વધવાનો દર પ્રવાહીના વિશિષ્ટ વજન બરાબર થાય છે: dp/dh = ρg.The hydrostatic law states that the rate of increase of pressure in a vertically downward direction in a static fluid is equal to its specific weight: dp/dh = ρg = w.
6. ગોળાકાર પાઇપમાં લેમિનાર પ્રવાહ માટે હેગન-પોઇઝ્યુલી સમીકરણ મુજબ દબાણ ઘટાડો (Δp) કયા સૂત્રથી અપાય છે?For laminar flow through a horizontal circular pipe, the Hagen-Poiseuille equation for pressure drop (Δp) over length L is:
- AΔp = 32 μ V L / D²Δp = 32 μ V L / D²
- BΔp = 64 μ V L / D²Δp = 64 μ V L / D²
- CΔp = 16 μ V L / DΔp = 16 μ V L / D
- DΔp = 128 μ Q L / (π D³)Δp = 128 μ Q L / (π D³)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) Δp = 32 μ V L / D²Δp = 32 μ V L / D²
હેગન-પોઇઝ્યુલી સમીકરણ Δp = 32 μ V L / D² છે.The Hagen-Poiseuille equation gives pressure drop Δp = (32 μ V L) / D² = (128 μ Q L) / (π D⁴).
7. પ્રવાહી મિકેનિક્સમાં, "વેબર નંબર" શેનાથી સંબંધિત છે?In fluid mechanics, what does the "Weber number" relate to?
- Aજડતા અને ચીકણું દળોInertia and viscous forces
- Bજડતા અને ગુરુત્વાકર્ષણ દળોInertia and gravity forces
- Cજડતા અને સપાટી તણાવ દળોInertia and surface tension forces
- Dજડતા અને સ્થિતિસ્થાપક દળોInertia and elastic forces
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (C) જડતા અને સપાટી તણાવ દળોInertia and surface tension forces
વેબર નંબર (અમે) એક પરિમાણહીન સંખ્યા છે જે સપાટી પરના તણાવ દળોના જડતા દળોના ગુણોત્તરને રજૂ કરે છે. મજબૂત વક્ર સપાટીઓ સાથે મલ્ટિફેઝ પ્રવાહમાં તે મહત્વપૂર્ણ છે.The Weber number (We) is a dimensionless number representing the ratio of inertial forces to surface tension forces. It is important in multiphase flows with strongly curved surfaces.
8. વ્યાસ d ધરાવતી કાચની નળીમાં પાણીની કેશિકા ઊંચાઈ (Capillary rise, h) કયા સૂત્ર દ્વારા આપવામાં આવે છે?The capillary rise (h) of water in a clean vertical glass tube of diameter d is given by:
- Ah = 4 σ / (ρ g d²)h = 4 σ / (ρ g d²)
- Bh = 2 σ cos θ / (ρ g d²)h = 2 σ cos θ / (ρ g d²)
- Ch = 4 σ cos θ / (ρ g d)h = 4 σ cos θ / (ρ g d)
- Dh = σ cos θ / (4 ρ g d)h = σ cos θ / (4 ρ g d)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (C) h = 4 σ cos θ / (ρ g d)h = 4 σ cos θ / (ρ g d)
કેશિકા ઊંચાઈનું સૂત્ર h = (4 σ cos θ) / (ρ g d) છે.Equating upward surface tension force to weight of lifted water gives h = (4 σ cos θ) / (ρ g d).
9. જો પ્રવાહ કયા પ્રકારનો હોય તો ફ્લો નેટ (flow net) દોરી શકાતો નથી?A flow net cannot be constructed if the flow is:
- Aસ્ટેડી અને દ્વિ-પરિમાણીયSteady and two-dimensional
- Bઅપરિભ્રમણીય (Irrotational)Irrotational
- Cપરિભ્રમણીય (Rotational)Rotational
- Dઅસંકોચ્ય (Incompressible)Incompressible
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (C) પરિભ્રમણીય (Rotational)Rotational
ફ્લો નેટ ફક્ત અપરિભ્રમણીય (Irrotational) અને સ્ટેડી પ્રવાહ માટે જ શક્ય બને છે જ્યાં વેલોસિટી પોટેન્શિયલ અસ્તિત્વ ધરાવે છે.A potential flow net requires both velocity potential (φ) and stream function (ψ) to exist, which is only possible when the flow is irrotational (curl V = 0).
10. એકમ પહોળાઈ દીઠ ડિસ્ચાર્જ q ધરાવતી લંબચોરસ ચેનલમાં ક્રિટિકલ ડેપ્થ (yc) કયા સૂત્રથી વ્યક્ત થાય છે?In a rectangular channel carrying discharge q per unit width, the critical depth (yc) is expressed as:
- Ayc = (q³ / g)^(1/2)yc = (q³ / g)^(1/2)
- Byc = (q / g)^(1/2)yc = (q / g)^(1/2)
- Cyc = (q² / 2g)^(1/3)yc = (q² / 2g)^(1/3)
- Dyc = (q² / g)^(1/3)yc = (q² / g)^(1/3)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) yc = (q² / g)^(1/3)yc = (q² / g)^(1/3)
લંબચોરસ ચેનલમાં ક્રિટિકલ ડેપ્થ yc = (q² / g)^(1/3) થાય છે.At critical state in a rectangular channel, Froude number Fr = 1 => Vc = √(g yc). Since q = Vc * yc = √(g) * yc^(3/2), solving gives yc = (q² / g)^(1/3).
Fluid Mechanics ના વધુ 4 સેટ4 more sets of Fluid Mechanics
પ્રેક્ટિસમાં દરેક પ્રશ્ન પછી તરત જવાબ મળે છે. ફુલ મોક ટેસ્ટમાં અસલી પરીક્ષા જેવો સમય હોય છે.Practice gives the answer right after each question. Full mock tests time you like the real exam.