Prawo Bernoulliego a wąż ogrodowy

Question

Witam.Zgodnie z "zasadą przepływu" Bernoulliego, w przypadku węża ogrodowego, zmniejszenie przepływu (ściśnięcie) wylotu powoduje, że prędkość wody ...

mariuszspa · Answer

Link

simon932 · Answer

No to właśnie to samo opisałem w teorii. Tylko czemu nie zgadza się to w wężu ogrodowym. Ściśnij węża gdzieś po środku i zobacz, czy będziesz miał dalej takie samo ciśnienie na wylocie

mariuszspa · Answer

Link

Taenia_Saginata · Answer

Równanie Bernoulliego jest dla płynów idealnych i przepływów stacjonarnych. Rzeczywista woda jest ściśliwa i lepka i do tego przepływ może być nielaminarny więc też niestacjonarny.

Wąż ma swoją rezystancję hydrauliczną, zwężenie na wężu ją zwiększa. Przepływ płynu przez rezystancję powoduje spadek ciśnienia na tej rezystancji. Analogie między układami elektronicznymi i hydraulicznymi są bardzo fajne. Prąd - natężenie przepływu, napięcie - różnica ciśnień, rezystory, kondensatory, cewki i inne też są. odpowiednik prawa Ohma ma niestety drobne problemy z laminarnością przepływu. Ściśliwość czasem też może być problemem ale raczej niedużym.

Jak sobie w szereg z wyjściem zasilacza wsadzisz rezystor, to o ile nie podepniesz obciążenia napięcie na wyjściu będzie takie samo jak bez rezystora. Z wężem by tak samo było. Dopiero jak jakiś prąd pociągniesz, wtedy napięcie ci siądzie. Tak samo w wężu.

mariuszspa wrote:
Link

To jest o różnicy między ciśnieniami w zwężeniu a przed i za zwężeniem, nie o różnicy między ciśnieniem przed zwężeniem a ciśnieniem za zwężeniem.

simon932 · Answer

Dzięki Czyli wężyk do akwarium ma inną swoją rezystancję. Też mamy tam takie zwężenie, bo dzięki temu szybszemu przepływowi cieczy, mamy efekt zasysania powietrza do wody a tym samym jej natlenienia. Ale za zwężeniem nie obserwuje się jakoś widocznego spadku ciśnienia niż przed tym zwężeniem. A może jest ten spadek trudno zauważyć?

romoo · Answer

Jeśli mówimy o przepływie to to dlatego sie tak dzieje że żródło czyli kran musiało by zwiększyć ciśnienie żeby zniwelowac opór zwężki.
A kran tak nie robi.
Pozatym sciskając wąż na końcu zmniejszamy średnice wylotu i zwiększamy prędkość cieczy.

Selling:
15.10.2005 pc111
15.10.2005 stk080
15.10.2005 ka2s0880
15.10.2005 strs5717

simon932 · Answer

No właśnie ważny jest fakt, czego jest to źródło. Czy płyn ściśliwy czy nie, lepki czy nie, oraz, jaki jest sam charakter przepływu, czyli laminarność. Przy założeniach pr.Bernoulliego, kran nie musi zwiększać natężenia, gdyż, zwężka jest pokonywana przez "szybszy" przepływ cieczy, czyli suma sumarum, jakaś zakładana objętość w jednostce czasu jest stała. Przed zwężeniem, większe ciśnienie, mała prędkość, określona objętość w jednostce czasu (jakaś tam wydajność źródła) a na zwężce mniejsze ciśnienie, większa prędkość, i tym samym identyczna objętość cieczy w jednostce czasu.Dla warunków odbiegających od założeń, jest właśnie inaczej.A teraz jeszcze inaczej Mamy ciecz ściśliwą. Trafia ona na zwężenie. Przed zwężeniem, objętość "przepchanej cieczy" w jednostce czasu będzie mniejsza niż przy źródle, ponieważ dochodzi to tego ściśliwość. Źródło wykonuje określoną pracę polegającą na przemieszczeniu tej określonej objętości cieczy. To źródło ma bowiem określoną wydajność. Czyli gdy dochodzi ściśliwość cieczy, jakaś droga przebyta przez początkową powierzchnię ograniczającą naszą objętość do końcowej powierzchni będzie mniejsza z uwagi, że dochodzi ściśliwość, na którą również potrzebny jest jakiś wydatek energii pochodzący ze źródła. Źródło pracuje... ciecz coraz bardziej jest ściskana, bo jednak mamy opór na zwężce. Powoduje to powstanie sytuacji po jakimś czasie, kiedy to cała ciecz pochodząca, że źródła nie ma możliwości już ściskania. Ale kosztem pracy/wydajności źródła. Chodzi mi o to, że wyeliminowaliśmy ściśliwość cieczy, tak aby, zbliżyć warunki do założeń równania Bernoulliego i aby można je zastosować. Pozostaje oczywiści sprawa laminarności.W każdym razie, źródło pracowałoby pod znacznym obciążeniem, by wyeliminować ściśliwość cieczy, przez co w obszarze od źródła do zwężki mamy już stałe podwyższone ciśnienie. Czyli wzór Bernoulliego miałby już więszką szance powodzenia i zastosowania, pomijając oczywiście wspomnianą już laminarność. Dobre rozumowanie??

Taenia_Saginata · Answer

Dla płynu idealnego to taki wąż podpięty do kranu się zachowuje bez sensu. Jak idealne źródło prądowe zwarte do masy. Na wylocie węża woda jest pod ciśnieniem atmosferycznym. Jeżeli nie ma strat ciśnienia na wężu to wychodzi, że w kranie ciśnienie też jest zerowe. Ściśliwość najczęściej można olać. Większym problemem jest lepkość.

simon932 · Answer

To napiszę po polskowemu kran nie w sensie fizyczny kran ale jako źródło cieczy Przepraszam, że tak zawile napisałem. Lepkość tak, bo będziemy wtedy mieć pewno wtedy turbulentny charakter przepływu. Ale jednak ściśliwość jakby nie patrzeć to ma wpływ na wzrost ciśnienia w układzie. Ciekawe jaki jest stosunek jednego do drugiego?

Taenia_Saginata · Answer

To nic nie zmienia. Dalej jeżeli wąż ma zerową rezystancję to musi na wyjściu być takie samo ciśnienie jak na wejściu a na wyjściu jest 0.Niekoniecznie będzie turbulentny. Trzeba liczbę Reynoldsa sprawdzić dla konkretnych warunków. Jak ściśliwość wpłynie na ciśnienie to mi ciężko powiedzieć. Przy 100 atmosferach woda ma koło 0,4% mniejszą objętość niż pod ciśnieniem atmosferycznym więc wpływ będzie niewielki.

simon932 · Answer

OK. A czemu zakładasz, że na wyjściu ciecz jest pod ciśnieniem atmosferycznym?

romoo · Answer

simon932
Prawo obowiązuje jeśli

ciecz jest nieściśliwa
ciecz nie jest lepka
przepływ jest stacjonarny i bezwirowy

W wężu nie można pominąć lepkości wody i przepływu laminarnego.

Wogule co za pomysł to do działu -- na pograniczu nauki.
Taką zwężką może być łopatka turbiny a wężem sztolnia i co potężne straty energi się tam dzieja z kożyścią bo strata energi słupa wody jest zamieniana na inną.

Selling:
15.10.2005 pc111
15.10.2005 stk080
15.10.2005 ka2s0880
15.10.2005 strs5717

Taenia_Saginata · Answer

Bo z jednej strony dotyka powietrza a to powietrze może tylko z ciśnieniem atmosferycznym na tą wodę naciskać. Z drugiej strony na tą wodę pcha woda głębiej w wężu ale nic tej pierwszej wody z drugiej strony nie trzyma żeby to pchanie mogło jej ciśnienie zwiększyć. Tak samo jakbyś miał klocek który by na czymś poziomym leżał bez tarcia. Jak go z jednej strony będziesz pchać a z drugiej strony niczym nie przytrzymasz to ci się go przy stałej prędkości nie uda nacisnąć z siłą większą niż 0. Akurat turbina to działa bardziej jak indukcyjność niż rezystancja. Idealna turbina energii nie marnuje tylko ją zamienia na mechaniczną. Jak się nagle przepływ zatrzyma to taka turbina tak jak cewka będzie go próbowała utrzymać zwiększając ciśnienie.

megid · Answer

Zjawisko to da się łatwiej wytłumaczyć stosując analogię do obwodu elektrycznego złożonego ze źródła napięcia i trzech rezystancji połączonych z nim szeregowo. Rezystancje te to opisane na rysunku p1 (oporność przepływu od pompy do miejsca sciśnięcia węża), p2 (oporność przepływu sciśniętego fragmentu węża), oraz p3 (oporność przepływu pozostałego odcinka węża). Na wejściu mamy stałe ciśnienie wytwarzane przez pompę w stacji pomp (napięcie źródła zasilającego). Spadki napięć będą odpowiadały stratom ciśnienia na poszczególnych odcinkach tego obwodu. Teraz będzie już łatwo zauważyć, że sciskając gdzieś wąż (zwiększając opory przepływu) zmniejszamy zarówno ilość przepływającej wody (mniejsze natężenie prądu w obwodzie) jak i ciśnienie za miejscem sciśnięcia (napięcie na ostatniej rezystancji p3).

PiotrEtenM500 · Answer

Witam.
Mam pytanie bliskie owemu tematowi, ale nieco inny problem. Buduje cyfrowy rejestrator przepływu. Posiadam przepływomierze o przepływie 2100L/h DN15czy jak kto woli ½ . Źródło mam o wydajność około 5000L/h 2.3bar na rurze PE32 i nie chce ograniczyć tej wydajności. Założenie DN15 przepływomierza na pewno ograniczy przepływ i tu pytanie? jeśli podłączę 2 przepływomierze równolegle do źródła to czy na wyjściu uzyskam przepływ 2100L*2=4200L? Zakładając Trzy przepływomierze równolegle, będzie to 6300L maksymalnego przepływu łącząc ją ponownie w jedną rurę?
AVR zliczać mi będzie impulsy z przepływomierzy i sumować wynik. Czy to jest poprawne myślenie I czy wynik nie będzie błędny?

Dane są bardzo skromne

Specyfikacja:
Gwinty: 1/2" zewnętrzne
Materiał: acetal.
Pomiar bez reduktora: od 60l/h do 2100l/h 1 litr to 492 impulsy
Pomiar z reduktorem od 30l/h do 600l/h 1litr to 1200 impulsów

Teoretycznie wydajność jaka potrzebuje ze źródła to 20-45L/min, potrzebuje zastosować to do dozownika i mieszlanika środków chemicznych.

Taenia_Saginata · Answer

Chyba poprawnie, tylko blisko maksymalnego przepływu na takim przepływomierzu możesz mieć spory spadek ciśnienia. Pokaż jakąś notę katalogową do niego.

mczapski · Answer

Co do ostatniego zagadnienia to można przecież założyć przepływ przez przekrój kalibrowany i zastosować pomiar równoległy. Oczywiście konieczna kalibracja układu pomiarowego.

PiotrEtenM500 · Answer

To bardzo ciekawe, możesz to bardziej rozwinąć?jak to wykonać w praktyce i jaki to mam wpływ na przepływ, ciśnienie.Jeszcze jedno pytanie poszykuje maksymalnie taniego przetwornika ciśnienia do cieczy agresywnych i nie agresywnych.

PiotrEtenM500 · Answer

Masz tu na myśli dostawienie równolegle rury o zbliżonym przepływie i ponowne kalibrowanie przepływomierza. Jest to myśl, ale zastanawia mnie czy przy każdym ciśnieniu i przepływie takiej konfiguracji będzie prawidłowość odczytu. Zakładam że przepływ będzie np 11L/min to czy woda nie popłynie szybciej tam gdzie ma mniejszy opór?

kwiat_osz · Answer

Odświerzam temat z zapewne banalnym, jednak dla mnie nie do końca pytaniem(zawsze byłem słaby z fizyki:P)
Otóż czy długość węża ma wpływ na ciśnienie z jakim wylatuje z niego woda? I kolejne pytanie czy średnica węża ma znaczenie przy ciśnieniu wypływającej z niego wody?
Pytania nasunęły mi się podczas dzisiejszego mycia auta, pod kran podpiąłem dłuższy wąż o mniejszej średnicy niż poprzednio i ciśnienie wody było mniejsze, zacząłem się zastanawiać czy to wina węża, kranu, czy końcówki zamocowanej na końcu węża

jankolo · Answer

Obydwa czynniki mają wpływ. Im dłuższy wąż tym ciśnienie wylotowe będzie mniejsze. Im mniejsza średnica węża tym ciśnienie wylotowe będzie mniejsze.