Közlekedőedényeknél hogyan lehet kiszámolni, hogy mekkora lesz az edényeket összekötő csőben az áramlási sebesség, ha az egyik edénybe folyadékot töltök?
Gyakorlati a kérdés. 2 darab esővíz gyűjtő tartály, kb. azonos tetőfelületről másodpercenként 2,5 liter víz folyik mindkettőbe, viszont az egyik 1, a másik 3 m3-es. Az 1 m3-es így előbb telne meg, ezért összekötném alul a tartályokat. Kérdés, hogy hogyan kell az összekötő csövet méretezni, hogy kb. ki tudjon egyenlítődni a tartályok között a vízszint.
Ha arra az egyszerűbb esetre tud valaki nekem képletet mondani, hogy az egyik tartályban X magasan áll a víz a másikban Y, és D keresztmetszetű az összekötő cső, akkor mekkora az áramlási sebesség, abból már tudnék számolni (a matekkal nincs gondom).
Köszi a válaszokat!
Valószínűleg túlkomplikálom a dolgokat. Az a lefolyónkénti 2x2,5 liter/s elég extrém eset. Tavaly nyáron volt egy ilyen felhőszakadás, amikor közel 100 mm/h intenzitással ömlött az eső. De inkább a 40 mm/h a jellemző, úgy meg 2x1 liter/s, amivel számolni kell. De nem muszáj az kvázi azonnali vízszint kiegyenlítés. Elég extrém eset az, amikor emiatt ne tudnának telítődni a tartályok. A tavalyi tavaszi-nyári adatokkal végigszámoltam, és ígyis elég jelentős lesz a veszteség akkor, amikor tele vannak a tartályok, és még esik az eső.
Egyébként érdekelne a fizikája, hogy hogyan lehet a csőben folyó víz sebességét kiszámolni. Mondjuk egyszerű esetben, hogy van 2 edény egymás mellett, egy csappal vannak összekötve, és eltérő a két edényben a vízszint. Ha megnyitom a csapot, milyen sebességű lesz az áramlás?
válasza:#10 Jó, akkor végy egy csövet, ami akad a ház körül és mérd le, hogy mennyi idő alatt áramlik keresztül rajta a folyadék.
Amit tudunk: a nyomásveszteség arányos a cső hosszával és ha jól emlékszem a csőátmérő ötödik hatványának a reciprokával. Ezekből lehet arányosítani nagyobb átmérőjű és hosszabb csövekre. Ahhoz, hogy tartósan jelentős szintkülönbség legyen, aránytalanul vékony csövet kéne berakni.
Mindenesetre, amit te számolni akarsz ahhoz differenciálegyenleteket kell használni, ha fellapozod pl. Scharnitzky Viktor vonatkozó könyvét, abban találsz is hasonló feladatokat. Ha meg áramlási veszteségeket akarsz bevinni a számításokba, javaslom Lajos Tamás Áramlástan c. könyvét. Eléggé el lehet mélyülni benne.
De a te esetedben a minimális csőátmérőt elsősorban inkább az határozza meg, hogy garantáld a dugulásmentességet. Sár, szemét, por, falevél, stb.. A számításokból mondjuk kijön hogy 10mm belső átmérőjű cső épp elég, akkor beleteszed? Holnapután meg belemászik a mesztelencsiga és máris ott a baj...
válasza:#11 Bernoulli egyenlet, ezt keresd, ez egy energiamérleg. Ill. kontinuitási tétel, ezekbből írható fel a differenciálegyenlet, meghatározható a sebesség időfüggvénye.
Aztán a csőben sem ugyanaz mindenhol ám a sebesség, középen a legnagyobb, a fal mentén meg nulla a tapadás törvénye miatt... Ha érdekel, akkor lehet tanulgatni ezeket a dolgokat, sajnos ma már egyre kevésbé divat a fizika meg a matematika...
válasza:Még egy kis kiegészítés #11-re. A két tartály, csappal összekötve példa esetén a "hajtóerő" a tartályokban lévő folyadékok helyzeti energiájának a különbsége. Ez kiegyenlítődik és átalakul mozgási energiává, lényegében erre az egyszerű esetre redukálódik a bernoulli törvény. A kontinuitási tétel meg az lesz, hogy a sebesség fordítva arányos a keresztmetszettel. A tartálykeresztmetszethez a tartályban lévő folyadék szintjének a süllyedési sebessége tartozik. a csőkeresztmetszethez pedig a csőben lévő áramlási sebesség.
Miután a szintkülönbség csökken, így az áramlási sebesség is csökken időben, tehát nem állandó érték, hanem időben változó.
válasza:
válasza:Azt meg azért ne felejtsük el, hogy mindkettőre egyformán a légnyomás hat csak.
A tartályok helyéről és geometriájáról sem írtál semmit.
Ha azonos szinten van az aljuk, a folyamatos összeköttetés miatt, szerintem már egy centis átmérő felett sem tudnál kimérni számottevő víz szintkülönbséget a két tartályban álló víz magasságában.
Kisebb átmérőknél ilyen tartályméretek miatt már a korábban említett csősúrlódás akár szerepet is játszhatna mérhető szinten, talán.
Gyakorlatias "mérnöki" elhanyagolás, ami nem számottevő tag, azzal felesleges számolni, szerintem is túlbonyolítod.
válasza: válasza:#17-hez megjegyzés:
1. Az ottani példában elég nagy a tartályok mérete, ez egy fontos elhanyagolás, a kérdező példájában viszont kell számolni a szintek változásával. Kiindulásnak persze jó iskolapélda.
2. Ennek a könyvnek azóta már van több bővített kiadása is, amely terjedelmében is kb. háromszoros, keménytáblás könyv.
Kapcsolódó kérdések:
Minden jog fenntartva © 2024, www.gyakorikerdesek.hu
GYIK | Szabályzat | Jogi nyilatkozat | Adatvédelem | Cookie beállítások | WebMinute Kft. | Facebook | Kapcsolat: info(kukac)gyakorikerdesek.hu
Ha kifogással szeretne élni valamely tartalommal kapcsolatban, kérjük jelezze e-mailes elérhetőségünkön!