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. બાઉન્ડ્રી લેયર એરોડાયનેમિક્સમાં સપાટ પ્લેટ પર નોમિનલ બાઉન્ડ્રી લેયર જાડાઈ (δ) એ સપાટીથી એવું લંબ અંતર છે જ્યાં સ્થાનિક વેગ u મુક્ત પ્રવાહ વેગ U ના કેટલા ટકા પહોંચે?In boundary layer aerodynamics, the nominal boundary layer thickness (δ) over a flat plate is conventionally defined as the normal distance from the surface where the local velocity u reaches:
- Aમુક્ત પ્રવાહ વેગના ૯૯% (0.99 U)99% of free stream velocity (0.99 U)
- Bમુક્ત પ્રવાહ વેગના ૫૦% (0.50 U)50% of free stream velocity (0.50 U)
- Cમુક્ત પ્રવાહ વેગના ૯૦% (0.90 U)90% of free stream velocity (0.90 U)
- Dચોક્કસ ૧૦૦%100% of free stream velocity exactly
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) મુક્ત પ્રવાહ વેગના ૯૯% (0.99 U)99% of free stream velocity (0.99 U)
પ્રમાણભૂત વ્યાખ્યા અનુસાર જે ઊંચાઈએ પ્રવાહનો વેગ મુક્ત પ્રવાહ વેગના ૯૯% (0.99 U) થાય તે અંતરને બાઉન્ડ્રી લેયર જાડાઈ (δ) ગણવામાં આવે છે.By standard aerodynamic convention, nominal boundary layer thickness δ is the distance y from the wall where local velocity u(y) = 0.99 U_infinity.
2. ઓપન ચેનલમાં સમાન પ્રવાહ માટે મેનિંગના સૂત્ર મુજબ, વેગ V કોના સમપ્રમાણમાં હોય છે?According to Manning's formula for uniform flow in an open channel, the velocity V is proportional to:
- AR^(2/3) · S^(1/2)R^(2/3) · S^(1/2)
- BR^(1/2) · S^(2/3)R^(1/2) · S^(2/3)
- CR^(3/2) · S^(1/2)R^(3/2) · S^(1/2)
- DR^(1/3) · S^(1/2)R^(1/3) · S^(1/2)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) R^(2/3) · S^(1/2)R^(2/3) · S^(1/2)
મેનિંગનું સૂત્ર V = (1/n) · R^(2/3) · S^(1/2) છે, જ્યાં R હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યા અને S ઢોળાવ (slope) છે.Manning's formula is V = (1/n) · R^(2/3) · S^(1/2), where R is hydraulic radius and S is the bed slope.
3. પ્રવાહી મિકેનિક્સમાં જડતા બળ (Inertia force) અને સપાટી તણાવ બળ (Surface tension force) ના ગુણોત્તરને કયો પરિમાણહીન અંક દર્શાવે છે?The ratio of inertia force to surface tension force in fluid mechanics is represented by which dimensionless number?
- Aવેબર નંબર (Weber number)Weber number (We)
- Bફ્રાઉડ નંબર (Froude number)Froude number (Fr)
- Cમેક નંબર (Mach number)Mach number (M)
- Dયૂલર નંબર (Euler number)Euler number (Eu)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) વેબર નંબર (Weber number)Weber number (We)
વેબર નંબર (We) એ ઇનર્શિયા ફોર્સ અને સરફેસ ટેન્શન ફોર્સ વચ્ચેનો ગુણોત્તર છે.Weber number We = ρ v² L / σ is the ratio of fluid inertia force to surface tension force, critical in atomization and droplet breakup.
4. જ્યારે પ્રવાહ કઈ સ્થિતિનો સામનો કરે છે ત્યારે ઘન સપાટી પર બાઉન્ડ્રી લેયર સેપરેશન (Boundary layer separation) થાય છે?Boundary layer separation occurs on a solid surface when the flow encounters an:
- Aએડવર્સ પ્રેશર ગ્રેડિએન્ટ (dp/dx > 0) જેના કારણે દીવાલ પર વેલોસિટી ગ્રેડિએન્ટ શૂન્ય (∂u/∂y = 0) થાયAdverse pressure gradient (dp/dx > 0) along with viscous boundary friction causing velocity gradient at wall to become zero (∂u/∂y = 0)
- Bફેવરેબલ પ્રેશર ગ્રેડિએન્ટ (dp/dx < 0)Favorable pressure gradient (dp/dx < 0)
- Cશૂન્ય પ્રેશર ગ્રેડિએન્ટZero pressure gradient (dp/dx = 0)
- Dઅતિશય ઊંચો રેનોલ્ડ્સ નંબરExtremely high Reynolds number without curvature
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) એડવર્સ પ્રેશર ગ્રેડિએન્ટ (dp/dx > 0) જેના કારણે દીવાલ પર વેલોસિટી ગ્રેડિએન્ટ શૂન્ય (∂u/∂y = 0) થાયAdverse pressure gradient (dp/dx > 0) along with viscous boundary friction causing velocity gradient at wall to become zero (∂u/∂y = 0)
જ્યારે દબાણ વધતું હોય (dp/dx > 0) અને દીવાલ પર (∂u/∂y) = 0 થાય, ત્યારે પ્રવાહ સપાટી પરથી અલગ પડી જાય છે.Separation occurs when kinetic energy of fluid near the surface is exhausted by friction against an increasing pressure field (adverse dp/dx > 0). At detachment point, (∂u/∂y)_{y=0} = 0.
5. કપ્લાન ટર્બાઇન (Kaplan turbine) ને કયા પ્રકારના હાઇડ્રોલિક ટર્બાઇન તરીકે વર્ગીકૃત કરવામાં આવે છે?A Kaplan turbine is best classified as which type of hydraulic turbine?
- Aરેડિયલ આઉટવર્ડ ઇમ્પલ્સ ટર્બાઇનRadial outward flow impulse turbine
- Bહાઇ હેડ, લો સ્પેસિફિક સ્પીડ ઇમ્પલ્સ ટર્બાઇનHigh head, low specific speed impulse turbine
- Cમીડિયમ હેડ મિક્સ્ડ ફ્લો રિએક્શન ટર્બાઇનMedium head, mixed flow reaction turbine
- Dલો હેડ, ઊંચી સ્પેસિફિક સ્પીડ, એડજસ્ટેબલ રનર બ્લેડ ધરાવતી એક્સિયલ ફ્લો રિએક્શન ટર્બાઇનLow head, high specific speed, axial flow reaction turbine with adjustable runner blades
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) લો હેડ, ઊંચી સ્પેસિફિક સ્પીડ, એડજસ્ટેબલ રનર બ્લેડ ધરાવતી એક્સિયલ ફ્લો રિએક્શન ટર્બાઇનLow head, high specific speed, axial flow reaction turbine with adjustable runner blades
કપ્લાન ટર્બાઇન એ નીચા હેડ અને મોટા ડિસ્ચાર્જ માટે વપરાતી એક્સિયલ ફ્લો રિએક્શન ટર્બાઇન છે, જેમાં રનર બ્લેડ એડજસ્ટેબલ હોય છે.Kaplan turbines operate under low heads (< 30 m) and large discharges. They feature axial flow with both adjustable guide vanes and adjustable runner blades for high part-load efficiency.
6. ઓપન ચેનલ હાઇડ્રોલિક્સમાં, સૌથી વધુ હાઇડ્રોલિક કાર્યક્ષમ ટ્રેપેઝોઇડલ ચેનલ આડછેદ માટે હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યા (R) કોના બરાબર હોય છે?In open channel hydraulics, the most hydraulically efficient trapezoidal channel section has a hydraulic radius (R) equal to:
- Aપ્રવાહ ઊંડાઈના અડધા ભાગ (y / 2)Half of the flow depth (y / 2)
- Bપ્રવાહ ઊંડાઈ (y)Flow depth (y)
- Cપ્રવાહ ઊંડાઈના ત્રીજા ભાગ (y / 3)One-third of the flow depth (y / 3)
- Dપ્રવાહ ઊંડાઈના બે તૃતીયાંશ (2y / 3)Two-thirds of the flow depth (2y / 3)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) પ્રવાહ ઊંડાઈના અડધા ભાગ (y / 2)Half of the flow depth (y / 2)
સૌથી આર્થિક/કાર્યક્ષમ ટ્રેપેઝોઇડલ ચેનલ (નિયમિત ષટ્કોણનો અડધો ભાગ) માટે હાઇડ્રોલિક ત્રિજ્યા R = y / 2 થાય છે.For the most economical/efficient trapezoidal channel section (half of a regular hexagon), the hydraulic radius R = y / 2.
7. પ્રવાહી પ્રવાહ માટે નેવિઅર-સ્ટોક્સ સમીકરણો (Navier-Stokes equations) શેનું મૂળભૂત ગાણિતિક નિરૂપણ છે?Navier-Stokes equations for fluid flow represent the fundamental mathematical formulation of:
- Aન્યૂટનનો ગતિનો બીજો નિયમ (રેખીય વેગમાન સંરક્ષણ)Newton's Second Law of Motion (Conservation of Linear Momentum)
- Bથર્મોડાયનેમિક્સનો પ્રથમ નિયમ (ઊર્જા સંરક્ષણ)First Law of Thermodynamics (Conservation of Energy)
- Cદ્રવ્યમાન સંરક્ષણનો નિયમ (કન્ટીન્યુઇટી)Law of Conservation of Mass (Continuity)
- Dથર્મોડાયનેમિક્સનો બીજો નિયમSecond Law of Thermodynamics
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (A) ન્યૂટનનો ગતિનો બીજો નિયમ (રેખીય વેગમાન સંરક્ષણ)Newton's Second Law of Motion (Conservation of Linear Momentum)
નેવિઅર-સ્ટોક્સ સમીકરણો વિસ્કસ પ્રવાહી માટે ન્યૂટનના બીજા નિયમ મુજબ વેગમાન સંરક્ષણ દર્શાવે છે.Navier-Stokes equations are differential momentum conservation equations for viscous fluid flow, equating mass × acceleration to the sum of pressure forces, viscous shear forces, and body forces.
8. જે ગુણધર્મ દ્વારા પ્રવાહી તેના પોતાના પ્રવાહનો પ્રતિકાર કરે છે અને તેના દ્વારા પદાર્થોની હિલચાલ થાય છે તેને કહેવામાં આવે છે:The property by which a liquid resists its own flow and the movement of objects through it is called:
- Aસપાટી તણાવSurface tension
- Bસ્નિગ્ધતાViscosity
- CઘનતાDensity
- Dસંકોચનક્ષમતાCompressibility
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (B) સ્નિગ્ધતાViscosity
સ્નિગ્ધતા એ આપેલ દરે (આંતરિક ઘર્ષણ) પર વિરૂપતા માટે પ્રવાહીના પ્રતિકારનું માપ છે. તે પ્રવાહના પ્રતિકારને પ્રમાણિત કરે છે.Viscosity is a measure of a fluid's resistance to deformation at a given rate (internal friction). It quantifies the resistance to flow.
9. હાઇડ્રોલિક રેમ પાણીને ઊંચાઈ પર ચઢાવવા માટે કઈ પ્રવાહી ઘટનાનો ઉપયોગ કરે છે?A hydraulic ram is an automatic pumping device that utilizes which fluid phenomenon to lift water to a high elevation?
- Aકેપિલરી ક્રિયાCapillary siphon action
- Bકેવિટેશન ઇમ્પ્લોઝનCavitation implosion
- Cસેન્ટ્રીફ્યુગલ બળCentrifugal force of a rotating vortex
- Dવોટર હેમર (વહેતા પાણીના અચાનક બંધ થવાથી સર્જાતો પ્રેશર સર્જ)Water hammer (inertia pressure surge caused by sudden stoppage of flowing water)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) વોટર હેમર (વહેતા પાણીના અચાનક બંધ થવાથી સર્જાતો પ્રેશર સર્જ)Water hammer (inertia pressure surge caused by sudden stoppage of flowing water)
હાઇડ્રોલિક રેમ વહેતા પાણીને અચાનક રોકીને વોટર હેમરની ઉચ્ચ દબાણ ઊર્જા દ્વારા થોડા પાણીને વધુ ઊંચાઈ પર પંપ કરે છે.When a waste valve snaps shut, the kinetic energy of flowing water is converted into a high-pressure water hammer pulse that forces a fraction of the water into an air chamber and up to high head.
10. ઇમ્પલ્સ પેલ્ટન વ્હીલની મહત્તમ હાઇડ્રોલિક કાર્યક્ષમતા માટે, બકેટ વેગ (u) અને જેટ વેગ (V1) નો સૈદ્ધાંતિક ગુણોત્તર કેટલો હોવો જોઈએ?For maximum hydraulic efficiency of an impulse Pelton wheel, the theoretical ratio of bucket speed (u) to water jet velocity (V1) is:
- Au / V1 = 0.707u / V1 = 0.707
- Bu / V1 = 1.0u / V1 = 1.0
- Cu / V1 = 0.25u / V1 = 0.25
- Du / V1 = 0.5 (વાસ્તવિકતામાં ~0.46)u / V1 = 0.5 (practically ~0.46)
જવાબ જુઓShow answer
જવાબ:Answer: (D) u / V1 = 0.5 (વાસ્તવિકતામાં ~0.46)u / V1 = 0.5 (practically ~0.46)
સૈદ્ધાંતિક રીતે મહત્તમ કાર્યક્ષમતા માટે u = V1/2 (0.5) હોવું જોઈએ, વ્યવહારમાં તે 0.46 આસપાસ લેવાય છે.Theoretically, blade work is maximized when u = V1 / 2 (speed ratio φ = 0.5). Due to bucket friction and windage, optimal practical value is 0.45 to 0.48.
Fluid Mechanics ના વધુ 9 સેટ9 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.