Forgó folyadékban miért mennek középre a víznél nagyobb fajsúlyú szemcsék?
válasza: válasza:Nem minden esetben történik a leírt eset, ráadásul a szavazási kategóriák is rosszul vannak megválasztva!
Bizonyos áramlási feltételek esetén az örvények középre sodorhatják a nehezebb szemcséket is, de ez egy instabil állapot, melyet a felszíni intenzív keverés vált ki.
Általában úgy esik meg a dolog, hogy a körmozgás mellett a szélén lefele, középen pedig felfele áramlik a folyadék. Az edény fenekére merült részecskéket nem bírja felemelni az áramlás, csak középre sodorja. Ez a központba irányuló áramlás leküzdi a fenékrésznél gyengén köröző folyadék centrifugális hatását.
válasza:Kiegészítés:
Az örvénylés tehát nem sima koncentrikus kör alakban történik, hanem egy tórusz alakhoz hasonlatos felület mentén 3D spirális alakban. A felszálló résznél összetorlódnak a részecskék, mert nem bírnak felemelkedni.
Hogy a felszálló rész középen vagy a peremnél lesz, azt a keverés módja határozza meg!
Pontosítanám a feltételeket, ahol ez a furcsa jelenség előáll. Azért nem írtam le precízebben, mert én ezt mendennap látom és azt gondoltam, mások is.
1. Tealevelek és vízkő. Nem tengeri vagy folyóbeli örvényről van szó, ahol a vízmélység miatt kialakulhat egy tölcsér. És még ott sem lenne egyértelmű, hogy a nehezebb tárgyak leszánkáznak a tölcsér falán a közepére. Mert víztölcsér fala olyan meredekségű, hogy a centripetális "erő" (pontosabban a víz és a testek saját tehetetlensége, amivel egyenesvonalú mozgásra törekednének) egyensúlyban van a nehézségi erővel.
2. A jelenség egy üveg teáskannában vagy vízforralóban zajlik, sekély vízben. Keverés helyett az edény körkörös mozgatásával. De keverni is lehet. Mindkét esetben a vizet magára kell hagyni. Pl. letenni az asztalra. A víz tovább forog. A tealevelek egyenletesen oszlanak el. (Jobban megfigyelhető, ha a teát megisszuk és átlátszó vízzel lecseréljük.) Nem látszik tórusz áramlás. A vízfelszín tölcsérességét szinte nem is látni.
3. Ahogy a forgás lassul a tealevelek lesüllyednek és az edény alján szinte egyenletesen oszlanak el. Üvegedényben, oldalról és felülről nézve teljesen egyértelmű.
4. További lassulásnál elkezdenek középre húzódni.
5. Amikor megáll a víz forgása, középen vannak egykupacban.
Miért?
válasza:Ha kb. Állandó szögsebességel kerig a folyadék, akkor az álló üveghez képest a széleken a legnagyobb az érintő irányú sebesség, pontosan középen pedíg nulla.
Ha a szemcsék nekiütődnek az edény aljának, veszítenek a sebességükből. Ha ezt a széleken teszik, akkor még azért jó eséllyel újra elragadja őket a gyorsan áramló folyadék. Ha viszont középen, akkor igazából nincs érdemi áramlás az álló üveghez képeset. Így onnan nem ragadhatja fel a szemcséket a lassú áramlás.
válasza:Kérdező - senki sem írta, hogy "látszik" a tórusz alakú áramlás - de attól még az megvan úgy, ahogy feljebb megírtam.
A tórusz alakú áramlást a később leírt esetben az is kiválthatja, hogy középen lent a legforróbb az edény, míg a felszínen hűl a legintenzívebben. Az intenzíven hűlő réteg a hidegebb széleken kezd lesüllyedni, és így alakul ki az alul központosító áramlás.
válasza:"Forgó folyadékban miért mennek középre a víznél nagyobb fajsúlyú szemcsék?"
Kicsit pontosítsunk: Forgó folyadékban miért mennek középre a folyadéknál nagyobb fajsúlyú szemcsék?
Először is NEM MENNEK KÖZÉPRE! A nagyobb fajsúlyú dolgok "alul" vannak. Egy forgó folyadékban a forgási sebességgel arányosan nem lefelé, hanem egyre inkább az edény fala irányába mutat a gyorsulások eredője, ezért az edény falán gyűlik össze a folyadéknál fajsúlyosabb anyag. Például pontosan így működik a centrifugál olajszűrő is.
#7
"Először is NEM MENNEK KÖZÉPRE!"
Kisérleti tény, hogy középre mennek. Minden délután elvégzem ezt a kisérletet:
- teáskanna üvegből. Ilyen:
- hagyományos tealevél beleszórva
- forróvíz
- várok. A tea megszívja magát vízzel és lesüllyed a kancsó aljára.
- "megpörgetem" a teát a kancsó körkörös mozgatásával. Hogy jobban kioldódjon az aroma.
- a tealevél körberohan. Ahogy csökken a víz forgása, lesüllyed az edény aljára. Kb. egyenletes eloszlásban köröz. Mire megáll a forgás, a tealevél középen csoportosul és ott marad.
Ismételd meg a kisérletet, ha nem hiszed.
#2, #3, #6
Igazad lehet ebben a tórusz alakú áramlásban.
Az edény aljának fékező hatása miatt a felszíni folyadékréteg gyorsabban forog, mint a fenékhez közeli. Ezért a centripetális "erő" nagyobb nyomással küldi kifelé a felső réteget, mint az alsót. Ezért a felső kifelé, az alsó a középpont felé halad.
A tealevélre kettős hatás hat. Egyrészt a centripetális "erő" kifelé, az áramlás befelé. Mintha egy vízoszlopban (pl. a tengerben) egy felfelé ható áramlás magával ragadná a víznél alig nehezebb anyagokat a gravitáció ellenében.
Az áramlás a kannában nagyon gyenge, de a tealevél és a víz fajsúlyának a különbsége is kicsi. Ezért inkább az előbbi érvényesül.
Majd csinálok egy kisérletet, olyan szemcsékkel, amik a vízzel azonos fajsúlyúak. Apró cérnaszál-darabokra gondoltam. Azok láthatóvá fogják tenni a tórusz alakú mozgást.
válasza:További 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!