Miért víz van a víztoronyban?

#44

"#42

Légyszíves világosítsd fel Wadmalacot, hogy a 39-es válaszában semmi érdemleges nem szerepel."

Mi lenne, hogy ha valakinek akarsz valamit írni, azt magad tennéd meg? Ez nem kicsit gáz, amit művelsz! :D

Amgy téged szívesen felvilágosítalak, hogy Wadmalac 39. válaszában az állításaid cáfolata szerepel. Persze mondhatjuk, hogy ez nem érdemleges, hiszen úgy tűnik (rajtad kívül) ez mindenkinek nyilvánvaló. :D

#63

Nos, nézzük. A folyadék felpumpálásához a szivattyú többletnyomást fejt ki. A munka nagysága p*ΔV, ahol a ΔV a felpumpált folyadék mennyisége.

Tehát alapvetően az a kérdés, hogy mekkora (többlet) nyomást kell kifejtenie a szvíttyúnak a víz felpumpálásához. A gravitációs elleni munka/nyomás egyértelmű: a hidrosztatikai nyomást kell kifejteniük (illetve annál picit többet). Ennek értéke:

p = ρ*g*h

Víz esetében durván 10 méterenként kell 1 atmoszféra (kb. 10^5 Pa) nyomást kifejteni. Azaz mondjuk ha 30 méter magasra pumpáljuk a vizet, akkor 3*10^5 Pa nyomást kell a pumpával kifejteni. (Ez egyben a csőhálózat alján uralkodó nyomás lesz, tehát ezt a pumpáknak folyamatosan ki kell fejteni.)

A másik ok amiért munkát kell végezni, az az, hogy keresztül kell pumpálni a csövön a folyadékot. (Ezt fogja befolyásolni a viszkozitás.) Ennek számolása nem annyira triviális, például nem mindegy hogy lamináris vagy turbulens (esetleg mindkét fajta) áramlás történik a csőben. Ha feltételezzük, hogy csak lamináris áramlás történik, akkor a Hagen-Poiseuille törvény segítségével tudjuk kiszámolni az adtott sebességgel történő áramláshoz szükséges nyomáskülönbséget.

Δp = 8*π*μ*L*Q/A^2

μ = dinamikus viszkozitás

L = a cső hossza

Q = a térfogatáram sebessége

A = a cső keresztmetszete

[link]

Nos látszik, hogy kéne tudni a térfogatáram erősségét és a cső átmérőjét is. Az előbbi nyilván folyamatosan változhat, az utóbbi pedig tornyonként változhat. Pontos adatokat nem tudok, de feltételezem, hogy 1 m^3/s-nál nagyobb áram ritkán van a víztoronyban, úgyhogy ezzel az értékkel fogok számolni. Ebben az esetben, víz esetében (μ = 0,89 mPa*s), ha azzal számolunk, hogy teljesen fel kell tolni a vizet a toronyba:

[link]

Δp = 8 * π * 0,89 mPa*s * 30 m * 1 m^3/s /A^2

Δp = 0,6710 N*m^2 / A^2

Azaz ha például 0,01 m^2 keresztmetszetű csővel számolunk (kör keresztmetszet esetén kicsi több, mint 10 cm átmérő), akkor

Δp = 6710 Pa = 6,710 kPa

jön ki.

Az jól láthatóan töredéke a gravitáció leküzdéséhez szükséges nyomásnak. Nyilván ez csak egy durva becslés, egyrészt mert a pereméterek nem biztos, hogy pontosak, másrészt kialakulhat turbulens áramlás is, ami miatt nagyobb nyomáskülönbségre lehet szükség, de azért látszik, hogy a viszkozitás hatása jó eséllyel elhanyagolható. (Már ha nem kapillárisokon akarod keresztül préselni a folyadékot.)

De akkor én is kérddeznék párat:

1. Ez a másik folyadék csak a víztorony tetején levő tartályban lenne, vagy a tartályt a hálózattal összekőtő csőveb is? Mivel:

a) Ha csak a fenti tartályban van, akkor a viszkozitás nagyjából teljesen elhanyagolható probléma, szóval semmi értelme nincs.

b) Ha a csőben is, akkor egyrészt jelentős nyomásváltozást fog okozni, ha megnő az aránya a csőben, hiszen a sűrűsége eltér a vízétől. Emellett minimális lesz a rendszer játéka, csak a csőben levő víz mennyiségével változhat a rendszer víztartalma. Az nem nagy...

2. Értem én, hogy a viszkozitás csökkenésével valamivel kevesebb energia kell a folyadék mozgatásához. De egy marhanagy csőhálózatról beszélünk, aminek csak egy része a víztorony (ami csőhosszúság és ellenállás szempontjából majdnem hogy elhanyagolható a többihez képest). Miből gondolod, hogy ha kizárólag a víztoronyban elvégzendő munkát sikerül valamivel csökkentened, az érdemi megtakarítást okoz?

3. Írod, hogy az összeget csak egyszer kell befekteni az elkészítéshez. Nos nem tudom, karbantartási költségekről hallottál-e már? Az valószínűleg lényegesen drágább lesz egy bonolult dugattyús (vagy nem tudom milyen) elrendezés esetén, mint egy faék egyszerűségű víztoronynál. Plusz jellemzően a bonyolultabb rendszerek könnyebben meg is hibásodnak (több dolog tud tönkremenni). Ezt hogyan küszöbölné ki a megoldásod?

Azért mondok én olyat, hogy na.

Kell egy víznél kisebb sűrűségű, viszkozitású közeg, ami a vízzel nem keveredik (vagy az nem gond, mert nem káros), ül a víz tetején, nem kell közé dugattyú, tömítés, semmi.

Levegő.

A légoszlop "hidrosztatikai" nyomása lóxar, pótolni kell valamivel, hogy tudja tolni a vizet. Mivel? Azzal, hogy lezárom az egész tartályt és túlnyomás alá helyezem a levegőt a víz felett.

És kész is a forradalmi találmány!

Ja, nem.

Mert ezt hidrofor néven már nagyon régen boltban lehet kapni.

#82:

Teljesen jó levezetés.

Egy nagyon lényeges dolgot hozzátennék.

Oké, tegyük fel, hogy működik, hogy a kisebb viszkozitású-sűrűségű folyadékod kitolja a vizet, miután a tetejére pumpáltad.

Aha.

Csak honnan kerül oda újabb adag víz a folyadékod alá?

Hogy folyamatosan után kell pumpálni a vizet, hogy ne essen a szint?

Oké.

De akkor hol az energianyereség?

Ugyanúgy sztenderd üzemi nyomáson kell folyamatosan utánpumpálni a vizet, mintha a vízoszlop hidrosztatikai nyomása tartaná azt, vagy levélnehezék, bármi. A víztoronyhoz képest annyi a különbség, hogy a víz helyett van egy drágább nehezék a víztoronyban.

Hol a nyereség?

Soha az eletben nem fogod megerteni a sajat kerdeset sem :D

Elsz majd abban a tudatban, hogy feltalaltad a spanyolviaszt mint egy zseni de még azt sem érted, hogy miert fassag.

Nincs is ezzel baj, vannak ilyen emberek, lesznek is mindig de a viztorony es a hid es az epulet epiteshez tobb inteligencia kell, igy nem lehetsz karos a tarsadalomra az ertelmeten otleteiddel es ez igy van rendjen.

"akkor is nekem van igazam, ha tévedek,"

LOL!

"A társaság 90 százaléka szerintem máig nem érti, hogy a kisebb viszkozitású folyadék felszállításához kevesebb energia szükséges."

Hát én tényleg nem értem, hogy hogy akarod felszállítani azt a csodafolyadékot, ami izolálva van és le se szabad jönnie. Hiszen úgyis csak egyszer kell fölszállítani.

Műszaki/tudományos pálya helyett inkább a politikával kéne foglalkoznod!

Ha sokat ismétled a fasságot, itt mindig is hülye leszel, de ha ugyanezt politikában csinálod, akkor karizmatikus.

Hát igen sejtettem:

a műszaki vázlat helyett csak értetlenkedésre és személyeskedésre lehet tőled számítani.

Ha lenne mit megérteni, akkor még talán magamra is venném, de így hogy semmi, használható ötleted sincs a kivitelezésre...

Na mutasd azt a vázlatrajzot, hogy szétcincáljam!