Перетекание жидкости между сосудами

сообщающиеся сосуды

Сообщающиеся сосуды – это сосуды, соединенные между собой ниже уровня жидкости в каждом из сосудов. Таким образом жидкость может перемещаться из одного сосуда в другой.

Перед тем как понять принцип действия сообщающихся сосудов и варианты их использования необходимо определиться в понятиях, а точнее разобраться с основным уравнением гидростатики.

Итак, сообщающиеся сосуды имеют одно общее дно и закон о сообщающихся сосудах гласит:

Какую бы форму не имели такие сосуды, на поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя на одном уровне действует одинаковое давление.

Для иллюстрации этого закона и возможностей его применения начнем с рассмотрения основного уравнения гидростатики.

Основное уравнение гидростатики

сообщающиеся сосуды и уровень

P = P1 + ρgh

где P1 – это среднее давление на верхний торец призмы,

P – давление на нижний торец,
g – ускорение свободного падения,
h – глубина погружения призмы под свободной поверхностью жидкости.

ρgh – сила тяжести (вес призмы).

Звучит уравнение так:

Давление на поверхность жидкости, произведенное внешними силами, передается в жидкости одинаково во всех направлениях.

Из написанного выше уравнения следует, что если давление, например в верхней точке изменится на какую-то величину ΔР, то на такую же величину изменится давление в любой другой точке жидкости

Доказательство закона сообщающихся сосудов

Возвращаемся к разговору про сообщающиеся сосуды.

сообщающиеся сосуды

Предположим, что имеются два сообщающихся сосуда А и В, заполненные различными жидкостями с плотностями ρ1 и ρ2. Будем считать, что в общем случае сосуды закрыты и давления на свободных поверхностях жидкости в них соответственно равны P1 и P2.

Пусть поверхностью раздела жидкостей будет поверхность ab в сосуде А и слой жидкости в этом сосуде равен h1. Определим в заданных условиях уровень воды в сообщающихся сосудах – начнем с сосуда В.

Гидростатическое давление в плоскости ab, в соответствии с уравнение гидростатики

P = P1 + ρgh1

если определять его, исходя из известного давления P1 на поверхность жидкости в сосуде А.

Это давление можно определить следующим образом

P = P2 + ρgh2

где h2 – искомая глубина нагружения поверхности ab под уровнем жидкости в сосуде В. Отсюда выводим условие для определения величины h2

P1 + ρ1gh1 = P2 + ρ2gh2

В частном случае, когда сосуды открыты (двление на свободной поверхности равно атмосферному), а следовательно P1 = P2 = Pатм , имеем

ρ1h1 = ρ2h2

или

ρ1 / ρ2 = h2 / h1

т.е. закон сообщающихся сосудов состоит в следующем.

В сообщающихся сосудах при одинаковом давлении на свободных поверхностях высоты жидкостей, отсчитываемые от поверхности раздела, обратно пропорциональны плотностям жидкостей.

Свойства сообщающихся сосудов

водонапорная башня

Если уровень в сосудах одинаковый, то жидкость одинаково давит на стенки обоих сосудов. А можно ли изменить уровень жидкости в одном из сосудов.

Можно. С помощью перегородки. Перегородка, установленная между сосудами перекроет сообщение. Далее доливая жидкость в один из сосудов мы создаем так называемый подпор – давление столба жидкости.

Если затем убрать перегородку, то жидкость начнет перетекать в тот сосуд где её уровень ниже до тех пор пока высота жидкости в обоих сосудах не станет одинаковой.

В быту этот принцип используется например в водонапорной башне. Наполняя водой высокую башню в ней создают подпор. Затем открывают вентили, расположенные на нижнем этаже и вода устремляется по трубопроводам в каждый подключенный к водоснабжению дом.

Приборы основанные на законе сообщающихся сосудов

сообщающиеся сосуды

На принципе сообщающихся сосудов основано устройство очень простого прибора для определения плотности жидкости. Этот прибор представляет собой два сообщающихся сосуда – две вертикальные стеклянные трубки А и В, соединенные между собой изогнутым коленом С. Одна из вертикальных трубок заполняется исследуемой жидкостью, а другая жидкостью известной плотности ρ1 (например водой), причем в таких количествах, чтобы уровни жидкости в среднем колене находились на одной и той же отметке прибора 0.

Затем измеряют высоты стояния жидкостей в трубках над этой отметкой h1 и h2. И имея ввиду, что эти высоты обратно пропорциональны плотностям легко находят плотность исследуемой жидкости.

сообщающиеся сосуды

В случае, когда оба сосуде заполнены одной и той же жидкостью – высоты, на которые поднимется жидкость в сообщающихся сосудах, будут одинаковы. На этом принципе основано устройство так называемого водометного стекла А. Его применяют для определения уровня жидкости в закрытых сосудах, например резервуарах, паровых котлах и т.д.

Принцип сообщающихся сосудов заложен в основе ряда других приборов, предназначенных для измерения давления.

Применение сообщающихся сосудов

сообщающиеся сосуды

Простейшим прибором жидкостного типа является пьезометр, измеряющий давление в жидкости высотой столба той же жидкости.

Пьезометр представляет собой стеклянную трубку небольшого диаметра (обычно не более 5 мм), открытую с одного конца и вторым концом присоединяемую к сосуду, в котором измеряется давление.

Высота поднятия жидкости в пьезометрической трубке – так называемая пьезометрическая высота – характеризует избыточное давление в сосуде и может служить мерой для определения его величины.

Пьезометр – очень чувствительный и точный прибор, но он удобен только для измерения небольших давлений. При больших давлениях трубка пьезометра получается очень длинной, что усложняет измерения.

В этом случае используют жидкостные манометры, в которых давление уравновешивается не жидкостью, которой может быть вода в сообщающихся сосудах, а жидкостью большей плотности. Обычно такой жидкостью выступает ртуть.

сообщающиеся сосуды

Так как плотность ртути в 13,6 раз больше плотности воды и при измерении одних и тех же давлений трубка ртутного манометра оказывается значительно короче пьезометрической трубки и сам прибор получается компактнее.

В случае если необходимо измерить не давление в сосуде, а разность давлений в двух сосудах или, например, в двух точках жидкости в одном и том же сосуде применяют дифференциальные манометры.

Сообщающиеся сосуды находят применение в водяных и ртутных приборах жидкостного типа, но ограничиваются областью сравнительно небольших давлений – в основном они применяются в лабораториях, где ценятся благодаря своей простоте и высокой точности.

сообщающиеся сосуды

Когда необходимо измерить большое давление применяются приборы основанные на механических принципах. Наиболее распространенный из них – пружинный манометр. Под действием давления пружина манометра частично распрямляется и посредством зубчатого механизма приводит в движение стрелку, по отклонению которой на циферблате показана величина давления.

Видео по теме

Ещё одним устройством использующим принцип сообщающихся сосудов хорошо знакомым автолюбителем является гидравлический пресс(домкрат). Конструктивно он состоит из двух цилиндров: одного большого, другого маленького. При воздействии на поршень малого цилиндра на большой передается усилие во столько раз большего давления во сколько площадь большого поршня больше площади малого.

Вместе со статьей “Закон сообщающихся сосудов и его применение.” читают:

Источник

Статьи

Основное общее образование

Линия УМК А. В. Перышкина. Физика (7-9)

Физика

Все мы ежедневно пользуемся сообщающимися сосудами – это чайник, лейка, в общем, это любая система ёмкостей, в которых жидкость, к примеру, вода, может свободно перетекать из одной ёмкости в другую. В чайнике, например, такими ёмкостями являются корпус и носик или корпус чайника и специальная ёмкость для определения уровня воды в нём. Что особенного в сообщающихся сосудах? Каким свойством или свойствами они обладают? Чем заслуживают наше внимание?

Читайте также:  Лопнул сосуд на руке и образовался синяк

26 апреля 2019

Закон сообщающихся сосудов 

Сосуды соединенные между собой, жидкость в которых может свободно перетекать, имеющие общее дно, называются сообщающимися. В соответствии с законом Паскаля, жидкость передаёт оказываемое на неё давление во всех направлениях одинаково. В открытых сосудах, атмосферное давление над каждым из них одинаково, значит, и давление жидкости на стенки сосудов будет одинаковым на любом уровне. Так как давление жидкости прямо пропорционально её плотности и глубине, в случае одинаковой жидкости в сообщающихся сосудах на одинаковой глубине будет одинаковое давление, что и объясняет выравнивание уровней жидкости в них. В случае разных жидкостей, чтобы на одинаковой глубине было одинаковое давление, жидкость с меньшей плотностью должна иметь больший уровень в сравнении с жидкостью большей плотности. Т.е.

 ρ1 / ρ2 = h2 / h1

Физика. 7 класс. Учебник

Учебник соответствует Федеральному государственному образовательному стандарту основного общего образования. Большое количество красочных иллюстраций, разнообразные вопросы и задания, а также дополнительные сведения и любопытные факты способствуют эффективному усвоению учебного материала.

Купить

Свойство сообщающихся сосудов

Возьмем несколько различных по размеру и форме открытых сосудов, проделаем в каждом из них отверстие и соединим отверстия в сосудах трубками, чтобы жидкость, которую мы будем наливать в один из них, могла свободно перетекать из одного сосуда в другой. Для большего эффекта, пожмем трубки, которые их соединяют и наполним один из сообщающихся сосудов водой. Теперь откроем трубки и увидим, что когда жидкость перестанет перетекать, то, вне зависимости от формы и размера сосудов, уровни жидкости в каждом будут совершенно одинаковыми. Или проведём иной опыт – возьмём пластиковую бутыль и срежем донышко, а крышку плотно прикрутим, проделаем в ней небольшое отверстие и вставим в него небольшой шланг, место соединения шланга и крышки бутыли сделаем герметичным с помощью пластилина. Теперь закрепим бутыль вверх дном, а шланг расположим параллельно бутыли открытым концом чуть выше её срезанного дна. Заполним бутыль жидкостью, например, подкрашенной водой. И вновь мы увидим, что вне зависимости от высоты сообщающихся сосудов, уровень воды в бутыли будет точно таким же, как и уровень воды в шланге. В этом и заключается первое и основное свойство сообщающихся сосудов: в открытых сообщающихся сосудах уровни одинаковой жидкости будут одинаковыми. Это замечательное свойство нашло широкое применение в практике, но об этом поговорим чуть позже. А теперь возьмём U-образную стеклянную трубку. Это тоже сообщающиеся сосуды, их, в данном случае, называют коленами трубки. В правое колено нальём воду и она, конечно же, перетечёт в левое колено так, что уровни воды в обоих коленах будут одинаковыми – мы уже знаем, что так и должно быть, хоть пока что и не знаем, почему. А теперь в левое колено, очень аккуратно, чтобы жидкости не смешивались, нальём керосин или подкрашенный спирт. И мы увидим, что теперь верхние уровни каждой жидкости в коленах будут отличаться. Уровень спирта или керосина будет выше уровня воды. Заглянем заодно в таблицу плотности жидкостей и увидим, что плотность керосина или спирта меньше плотности воды, а уровень, наоборот, выше. Из этого эксперимента можно сделать вывод – если в открытых сообщающихся сосудах налиты две разные жидкости, то уровень будет выше у той, чья плотность меньше. Иными словами, плотности жидкостей и их уровни будут обратно пропорциональными. Настала пора объяснить, почему так получается.
Читайте также:

Проекты на уроках физики: плюсы и минусы

Что такое радуга?

Почему море соленое?

Почему небо голубого цвета? 

Применение на практике

Благодаря своим свойствам, сообщающиеся сосуды нашли широкое применение в различных технических и бытовых устройствах. Перечислим некоторые из них:

  • измерители плотности,
  • жидкостные манометры,
  • определители уровня жидкости (водомерное стекло, к примеру),
  • домкраты,
  • гидравлические прессы,
  • шлюзы,
  • фонтаны,
  • водопроводные башни и т.д.

Свойство сообщающихся сосудов реализуется не только в физике. Такая известная поговорка «Если где-то прибыло, значит где-то убыло» фактически напрямую связана со свойством сообщающихся сосудов и означает, что в окружающем нас мире всё взаимосвязано, а значит – стремится к равновесию. Когда человек смещает это равновесие в одну сторону, это немедленно сказывается в чём-то другом. Над этим стоит задуматься, не так ли?

Материал по физике на тему «Сообщающиеся сосуды» для 7 класса.

Методические советы учителям

  • При изучении этой темы обязательно необходима демонстрация. Описанные в статье эксперименты обязательно нужно показать детям в живом исполнении.
  • Желательно продемонстрировать принцип действия фонтана (это также довольно не сложно сделать своими руками).
  • Обратите внимание учащихся на формулу для двух жидкостей – это обратная пропорция. На нескольких примерах поясните смысл обратной пропорциональности.
  • Рассмотрите ситуацию с тремя жидкостями (решите соответствующую задачу).
  • А вот действие шлюзов лучше всего продемонстрировать с помощью видео.

#ADVERTISING_INSERT#

Источник

Всем известно, что нужно сделать с чайником, чтобы из его носика полилась вода, – просто наклонить. А вот вопрос, можно ли перевести корабль через гору в море или другой водоем, вызовет у нас сомнение. Чтобы ответить на него, сначала следует узнать, что из себя представляют сообщающиеся сосуды.

Перетекание жидкости между сосудами

Закон сообщающихся сосудов

Сообщающиеся сосуды – это взаимодействующие друг с другом сосуды, которые имеют общее дно.

Перетекание жидкости между сосудами

Рис. 1. Сообщающиеся сосуды

Закон сообщающихся сосудов гласит, что в таких сосудах, какую бы форму они не имели, поверхности однородных жидкостей в состоянии покоя находятся на одном уровне, то есть давление, оказываемое на стенки на любом горизонтальном уровне является одинаковым.

Если же в сосуде жидкости разные, то уровень выше в сосуде, в котором жидкость обладает меньшей плотностью. То есть, если в один сосуд налить жидкость, обладающую одной плотностью, а во второй – другой, то при равновесии их уровни не будут одинаковыми. Следовательно отсюда можно вывести формулу:

ρ1/ρ2=h2/h1

Где:

  • ρ – плотность жидкости;
  • h – высота столба.

Также для сообщающихся сосудов важной является формула:

p=gρh

Где:

  • g – ускорение свободного падения;
  • ρ – плотность жидкости (кг/куб.м);
  • h – глубина (высота столба жидкости).

Этой формулой определяется давление жидкости на дно сосуда.

Древним римлянам было неизвестно определение сообщающихся сосудов, поэтому их акведуки – водопроводы занимали огромную протяженность над поверхностью земли и строились с равномерным уклоном вниз.

Свойства сообщающихся сосудов

В сообщающихся сосудах уровень жидкости одинаковый. Это происходит потому, что жидкость производит одинаковое давление на стенки сосуда. Достичь разного уровня однородной жидкости в сообщающихся сосудах можно с помощью перегородки между ними.

Перегородка перекроет сообщение между сосудами, и тогда можно в один из них долить жидкость, чтобы уровень изменился. В данной ситуации возникает напор – давление, производимое весом столба жидкости высотой, равной разности уровней. И если убрать перегородку, то именно это давление станет причиной тому, что жидкость будет перетекать в тот сосуд, где ее уровень ниже, до тех пор, пока уровни не станут одинаковыми.

Читайте также:  Что такое ангиосканирование сосудов

В жизни очень часто можно встретить естественный напор. И таких примеров довольно много. Например, им обладает вода в горных реках, когда падает с высоты. Плотина также является примером естественного напора. Чем она выше, тем больше будет напор воды, поднятой плотиной.

Применение закона о сообщающихся сосудах

Принцип действия сообщающихся сосудов используется при сооружении фонтанов, водопроводов, шлюзов. Чайник и его носик тоже являются сообщающимися сосудами, так как вода, налитая в чайник, заполняет носик и всю остальную часть до одинаковой высоты. Применение свойств таких сосудов, могут даже помочь провести корабль через гору. И для этого как раз понадобиться шлюз. Шлюз – это лифт для судов. Если водное пространство перегорожено плотиной, то уровень воды в водохранилище выше, чем в реке ниже по течению. И чтобы добраться до этого уровня, судно должно зайти в шлюз, который отгорожен двумя водными непроницаемыми воротами. Когда шлюз полностью заполняется водой, судно выходит из шлюза и продолжает свой путь (уровень воды в шлюзе и водохранилище выравнивается по закону сообщающихся сосудов).

Перетекание жидкости между сосудами

Рис. 2. Шлюз

Что мы узнали?

Из этой темы по физики за 7 класс можно ясно понять, какие сосуды называются сообщающимися. Ими могут называться лишь те сосуды, обладающие общим дном, где жидкость может свободно перетекать из одного сосуда в другой. Также сообщающиеся сосуды играют огромную роль в нашей повседневной жизни, облегчая ее и помогая выходить из трудных ситуаций. Принципы сообщающихся сосудов лежат в основе различных чайников, кофейников, водомерных стекол на паровых котлах.

Тест по теме

Доска почёта

Чтобы попасть сюда – пройдите тест.

    

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Алика Квегмайр

    10/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Яна Василькова

    10/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Елена Куренкова

    9/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Мария Егорова

    8/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Тимофей Черный

    10/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Максим Скарнович

    10/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Люба Музыченко

    10/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Владимир Шитов

    9/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Константин Никитич

    9/10

  • Перетекание жидкости между сосудами

    Катя Пу

    10/10

Оценка доклада

Средняя оценка: 4.2. Всего получено оценок: 840.

Источник

Basil1: Ïåðåòîê æèäêîñòè â ñîîáùàþùèõñÿ ñîñóäàõ

Basil1
Member

Îòâåòîâ: 2/9
Îòêóäà: ÑØÀ, NY
92||

Basil1 íàïèñàíî 11.01.2012 10:41
Ïîìîãèòå ðåøèòü çàäà÷êó.
Íàäî âûâåñòè çàâèñèìîñòü âûñîòû ñòîëáà æèäêîñòè îò âðåìåíè â ñîîáùàþùèõñÿ ñîñóäàõ â íåðàâíîâåñíîì ñîñòîÿíèè.
Íàïðèìåð, â ñîñóäå 1 â ìîìåíò âðåìåíè t0, âûñîòà Z1, â ñîñóäå 2 – Z2, Z1>Z2. Îòêðûëè êðàí è æèäêîñòü íà÷àëà ïåðåòåêàòü èç ñîñóäà 1 â ñîñóä 2. Êàêîâà çàâèñèìîñòü Z â ñîñóäå 1 îò âðåìåíè. Òàêæå äàíî: äèàìåòð ñîñóäà 1 – S1, ñîñóäà 2- S2, òðóáû ñîåäèíÿþùåé èõ – S0.
Cu-Rare
Member

Îòâåòîâ: 380/443
Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà

Cu-Rare íàïèñàíî 11.01.2012 12:15
Ïëîòíîñòü æèäêîñòè? Âÿçêîñòü æèäêîñòè? Àäãåçèâíîñòü ïî îòíîøåíèþ ê ñòåíêàì ñîñóäà? Ìàòåðèàë ñòåíîê?

Íàïðèìåð ì¸ä (èëè ïîäîáíàÿ åìó âÿçêàÿ æèäêîñòü) âîîáùå íå ïîòå÷åò ïðè îòêðûòèè êðàíà, åñëè äèàìåòðû S1, S2 è S0 äîñòàòî÷íî ìàëû.

Averoes
Member

Îòâåòîâ: 927/1489

Averoes íàïèñàíî 11.01.2012 13:14
Cu-Rare
Ïëîòíîñòü æèäêîñòè? Âÿçêîñòü æèäêîñòè? Àäãåçèâíîñòü ïî îòíîøåíèþ ê ñòåíêàì ñîñóäà? Ìàòåðèàë ñòåíîê?

À âû äàéòå ðåøåíèå â îáùåì âèäå, à âÿçêîñòü è àäãåçèâíîñòü ìû ñàìè ïîäñòàâèì

DimaM
Member

Îòâåòîâ: 2793/28534
Îòêóäà: Ðîññèÿ, Íîâîñèáèðñê
Ôîòîàëüáîì: 1225 ôîòî
Web-ñòðàíèöà

DimaM íàïèñàíî 11.01.2012 13:27

öèòàòà:Averoes:
À âû äàéòå ðåøåíèå â îáùåì âèäå, à âÿçêîñòü è àäãåçèâíîñòü ìû ñàìè ïîäñòàâèì

À íå ïîëó÷èòñÿ â îáùåì âèäå. Ïðè ìàëûõ ÷èñëàõ Ðåéíîëüäñà (Ãàëèëåÿ) áóäåò îäíî ðåøåíèå, à ïðè áîëüøèõ ñîâñåì äðóãîå.

Averoes
Member

Îòâåòîâ: 928/1490

Averoes íàïèñàíî 11.01.2012 13:34
DimaM
Ïðè ìàëûõ ÷èñëàõ Ðåéíîëüäñà (Ãàëèëåÿ) áóäåò îäíî ðåøåíèå, à ïðè áîëüøèõ ñîâñåì äðóãîå.

Íó äàéòå ðåøåíèÿ äëÿ ðàçíûõ ÷èñåë Ðåéíîëüäñà.

Åñëè êòî íå ïîíÿë ìîé ñàðêàçì, òî îáúÿñíÿþ: ÷åì óìíè÷àòü, ëó÷øå ðåøèòå çàäà÷ó äëÿ ëàìèíàðíîãî ïåðåòåêàíèÿ àáñîëþòíîòåêó÷åé æèäêîñòè, êàê îíà è áûëà çàäóìàíà. À ïëîòíîñòü, ÿ ïîäîçðåâàþ, òàì âîîáùå ñîêðàòèòñÿ.

DimaM
Member

Îòâåòîâ: 2794/28537
Îòêóäà: Ðîññèÿ, Íîâîñèáèðñê
Ôîòîàëüáîì: 1225 ôîòî
Web-ñòðàíèöà

DimaM íàïèñàíî 11.01.2012 13:49

öèòàòà:Averoes:
Íó äàéòå ðåøåíèÿ äëÿ ðàçíûõ ÷èñåë Ðåéíîëüäñà.

Ëåíü. Äà è äëèíà òðóáû ïðè ýòîì íóæíà.

öèòàòà:Åñëè êòî íå ïîíÿë ìîé ñàðêàçì, òî îáúÿñíÿþ: ÷åì óìíè÷àòü, ëó÷øå ðåøèòå çàäà÷ó äëÿ ëàìèíàðíîãî ïåðåòåêàíèÿ àáñîëþòíîòåêó÷åé æèäêîñòè, êàê îíà è áûëà çàäóìàíà.

Äà Âû, áàòåíüêà, òåëåïàò… Èëè åäèí â äâóõ ëèöàõ? $)

öèòàòà:À ïëîòíîñòü, ÿ ïîäîçðåâàþ, òàì âîîáùå ñîêðàòèòñÿ.

Àãà.

Ìîæíî è ðåøèòü. Äëÿ èäåàëüíîé æèäêîñòè, ñ÷èòàÿ òå÷åíèå óñòàíîâèâøèìñÿ, çàâèñèìîñòü îò âðåìåíè ðàçíèöû âûñîò áóäåò òàêîé:
sqrt(Z1-Z2) = sqrt(Z1-Z2)t=0 – t*S0*sqrt(g/2)*(S1+S2)/(S1S2).

[Èñïðàâëåíî: DimaM, 11.01.2012 16:07]

Òåìà ïåðåíåñåíà 11.01.2012 15:21 NavalOfficer èç ôîðóìà “Îáùèé”

KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1144/6691
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 11.01.2012 15:50
Averoes
ëàìèíàðíîãî ïåðåòåêàíèÿ àáñîëþòíîòåêó÷åé æèäêîñòè, êàê îíà è áûëà çàäóìàíà
áóäåò ïåðèîäè÷åñêèé ïðîöåññ, îäíàêî… Äà ýòà ïåðèîäèêà äàæå íà ñòðîèòåëüíîì óðîâíå ñ íåàáñîëþòíîòåêó÷åé âîäîé î÷åíü õîðîøî íàáëþäàåòñÿ.
Basil1
Member

Îòâåòîâ: 1/10
Îòêóäà: ÑØÀ, NY
92||

Basil1 íàïèñàíî 11.01.2012 17:37
[q]DimaM:
Ñïàñèáî çà ðåøåíèå, ïîäðàçóìåâàëîñü äëÿ èäåàëüíî òåêó÷åé è ëèìèíàðíîãî ïîòîêà. À ìîæíî ìíå ïîêàçàòü êàê âû ïîëó÷èëè ýòó ôîðìóëó? È ìîæíî ëè âìåñòî òðóáû äëÿ ïåðåòåêàíèÿ ââåñòè ïðîñòî ïàðàìåòð ñ îáùèì ñîïðîòèâëåíèåì òå÷åíèþ æèâíîñòè íà ýòîì ó÷àñòêå?

Êîëåáàíèÿìè äî óñòàíîâëåíèÿ ïîëíîãî ðàâíîâåñèÿ ìîæíî ïðèíåáðå÷ü

DimaM
Îðòîäîêñ è àäåïò ÑÒÎ

Îòâåòîâ: 4153/28561
Îòêóäà: Ðîññèÿ, Íîâîñèáèðñê
Ôîòîàëüáîì: 1225 ôîòî
Web-ñòðàíèöà

DimaM íàïèñàíî 11.01.2012 17:56

öèòàòà:Basil1:
À ìîæíî ìíå ïîêàçàòü êàê âû ïîëó÷èëè ýòó ôîðìóëó?

Ñêîðîñòü â òðóáå v = sqrt(2g*(Z1-Z2), ñêîðîñòè èçìåíåíèÿ óðîâíåé dZ1/dt = -v*S0/S1, dZ2/dt = v*S0/S2 (èç íåðàçðûâíîñòè). Äâà ïîñëåäíèõ óðàâíåíèÿ ñêëàäûâàåì, ïîäñòàâëÿåì ñêîðîñòü, ðàçäåëÿåì ïåðåìåííûå è èíòåãðèðóåì.

öèòàòà:È ìîæíî ëè âìåñòî òðóáû äëÿ ïåðåòåêàíèÿ ââåñòè ïðîñòî ïàðàìåòð ñ îáùèì ñîïðîòèâëåíèåì òå÷åíèþ æèâíîñòè íà ýòîì ó÷àñòêå?

Äëÿ èäåàëüíîé æèäêîñòè ñîïðîòèâëåíèÿ êàê òàêîâîãî íåò.

Basil1
Member

Îòâåòîâ: 2/11
Îòêóäà: ÑØÀ, NY
92||

Basil1 íàïèñàíî 12.01.2012 09:18
[q]DimaM:
Ñïàñèáî áîëüøîå. Ïåðâîå óðàâíåíèå ñìîã âûâåñòè ñàì èç Çàêîíà Áåðíóëè. Äâà ïîñëåäíèõ, íóòðîì ÷óâñòâóþ âåðíû, íî îòêóäà îíè áåðóòñÿ òàê è íå ñìîã ðàçîáðàòüñÿ. Ìîæåòå ðàçæåâàòü? Ïîæàëóéñòà
Ïðî ñîïðîòèâëåíèå, åñëè æèäêîñòü – âîäà è â ñîåäèíÿþùåé ïåðåòî÷ííîé òðóáå ñòîèò ïîðèñòûé ìàòåðèàë êîòîðûé óâåëè÷èâàåò ñîïðîòèâëåíèå ïîòîêà æèäêîñòè, ìîæíî ëè ýòîò ôàêò èìèòèðîâàòü çàìåíîé So â âàøåé ôîðìóëå íà Sp (Sp<So). Íàïðèìåð, òóïî ñäåëàòü curve fitting èçìåðåííûõ âûñîò â îäíîì ýêñïåðèìåíòå, ÷òîáû ïîòîì èñïîëüçîâàòü â àíàëîãè÷íûõ íî ñ ðàçíûìè íà÷àëüíûìè óðîâíÿìè æèäêîñòåé. Èëè âñå æå íàäî êîïàòü â Äàðñè çàêîí?
Åùå ðàç, áîëüøîå ñïàñèáî çà òåðïåíèå è ïîìîùü
Averoes
Member

Îòâåòîâ: 148/1492

Averoes íàïèñàíî 12.01.2012 10:14
Basil1

Óñëîâèå íåðàçðûâíîñòè ïîòîêà v*S = const, ãäå v-ñêîðîñòü ïîòîêà, S – ïëîùàäü (à íå äèàìåòð, êàê â óñëîâèè çàäà÷è) ñå÷åíèÿ. Ñëåäóåò èç òðåáîâàíèÿ ðàâåíñòâà êîëè÷åñòâà æèäêîñòè, ïðîõîäÿùåé ÷åðåç ëþáîå ñå÷åíèå â íåïðåðûâíîì ïîòîêå.

Äîáàâëåíèå îò 12.01.2012 10:22:

DimaM
Ñêîðîñòü â òðóáå v = sqrt(2g*(Z1-Z2)

Íó íà ñàìîì-òî äåëå âñ¸ ðåøåíèå â ýòîé ôîðìóëå è å¸ ïîëó÷åíèè.

À ìîæåòå âû ìíå îáúÿñíèòü “íà ïàëüöàõ”, çà÷åì íóæíî áðàòü ñêîðîñòü â ñîåäèíèòåëüíîé òðóáå, è ïî÷åìó íåëüçÿ çàïèñàòü ýòî ñàìîå óðàâíåíèå Áåðíóëëè ñðàçó äëÿ âåðõíèõ ñëîåâ æèäêîñòè â êàæäîì ñîñóäå?

KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1145/6694
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 12.01.2012 10:25
Averoes
À ïëîòíîñòü, ÿ ïîäîçðåâàþ, òàì âîîáùå ñîêðàòèòñÿ.
Èìõî, äëèíà ñîñóäîâ/òðóáêè íå ìîæåò ñîêðàòèòüñÿ. Ïèøåì çàêîí ñîõðàíåíèÿ ýíåðãèè äëÿ ñèñòåìû áåç äèññèïàöèè:
1) ïîòåíöèàëüíàÿ Ep(t) = | Z1(t) * S1 – Z2(t) * S2 | * ro * g
2) êèíåòè÷åñêàÿ Ek(t) = v(t)^2 * L0 * S0 * ro / 2 + ( v(t) * ( S0 / S1 ) ) ^2 * Z1(t) * S1 * ro / 2 + ( v(t) * ( S0 / S2 ) ) ^2 * Z2(t) * S2 * ro / 2
Êèíåòè÷åñêàÿ â íà÷àëüíûé ìîìåíò ðàâíà 0, Ek(t) + E(p)t = Ep(0) – ïëîòíîñòü ro äåéñòâèòåëüíî ìîæíî ñîêðàòèòü. Íî òóò åñòü íåáîëüøèå óïðîùåíèÿ:
1) ñèñòåìà äàæå “â ïðîòèâîôàçå” (òî åñòü êîãäà Z2(t) > Z1(t) è v(t) = 0) íå âûðîæäàåòñÿ, à èìåííî Z1(t) >=0 Z2(t) >=0 äëÿ ëþáîãî t
2) ñ÷èòàåì ÷òî òîíêàÿ òðóáêà ïîäêëþ÷åíà êî äíó ñîñóäîâ, óðîâíè äíà ñîñóäîâ ñîâïàäàþò.
Averoes
Member

Îòâåòîâ: 149/1493

Averoes íàïèñàíî 12.01.2012 11:48
KPAH
ïîòåíöèàëüíàÿ Ep(t) = | Z1(t) * S1 – Z2(t) * S2 | * ro * g

Z äîëæíî áûòü â êâàäðàòå (èíà÷å ðàçìåðíîñòü íå ñõîäèòñÿ) è ïîïîëàì òàê êàê öåíòð òÿæåñòè íà ñðåäíåé âûñîòå.

DimaM
Îðòîäîêñ è àäåïò ÑÒÎ

Îòâåòîâ: 4157/28580
Îòêóäà: Ðîññèÿ, Íîâîñèáèðñê
Ôîòîàëüáîì: 1225 ôîòî
Web-ñòðàíèöà

DimaM íàïèñàíî 12.01.2012 12:14

öèòàòà:Averoes:
À ìîæåòå âû ìíå îáúÿñíèòü “íà ïàëüöàõ”, çà÷åì íóæíî áðàòü ñêîðîñòü â ñîåäèíèòåëüíîé òðóáå, è ïî÷åìó íåëüçÿ çàïèñàòü ýòî ñàìîå óðàâíåíèå Áåðíóëëè ñðàçó äëÿ âåðõíèõ ñëîåâ æèäêîñòè â êàæäîì ñîñóäå?

Óðàâíåíèå Áåðíóëëè – äëÿ óñòàíîâèâøåãîñÿ òå÷åíèÿ. Ïîýòîìó ÿ ñ÷èòàë ñêîðîñòè â ñîñóäàõ ìíîãî ìåíüøå ñêîðîñòè â òðóáêå (òî åñòü S0 << S1, S2).

KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1146/6697
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 12.01.2012 12:32
Averoes
Z äîëæíî áûòü â êâàäðàòå (èíà÷å ðàçìåðíîñòü íå ñõîäèòñÿ) è ïîïîëàì òàê êàê öåíòð òÿæåñòè íà ñðåäíåé âûñîòå.
Äà, íàêîñÿ÷èë, òàì ñèëüíî ñëîæíåå…

Âðîäå áóäåò òàê: Ep(t) = ( ( Z1(t) – Zm )^2 * S1 + ( Z2(t) – Zm )^2 * S2 ) * ro * g / 2,
ãäå Zm = ( Z1(t) * S1 + Z2(t) * S2 ) / ( S1 + S2 ) = const

DimaM
Îðòîäîêñ è àäåïò ÑÒÎ

Îòâåòîâ: 4159/28583
Îòêóäà: Ðîññèÿ, Íîâîñèáèðñê
Ôîòîàëüáîì: 1225 ôîòî
Web-ñòðàíèöà

DimaM íàïèñàíî 12.01.2012 13:05

öèòàòà:KPAH:
Âðîäå áóäåò òàê: Ep(t) = ( ( Z1(t) – Zm )^2 * S1 + ( Z2(t) – Zm )^2 * S2 ) * ro * g / 2

Ìîæíî ïðîùå, Ep = (Z12*S1 + Z22*S2)/2*rho*g.

Äîáàâëåíèå îò 12.01.2012 13:14:

Ñ ó÷åòîì óðàâíåíèÿ íåðàçðûâíîñòè Z1S1 + Z2S2 = (Z1S1 + Z2S2)t=0 ìîæíî îäíó èç âûñîò èñêëþ÷èòü.

nikvic
Member

Îòâåòîâ: 2699/3230

nikvic íàïèñàíî 12.01.2012 16:05
Ïîëàãàþ, ÷òî òðåä áóäåò ïîäêëååí ê çàäà÷àì ïî õâèçèêå
Ïîñåìó ñðàçó ïðåäëîæó ðàçîáðàòü “ìåòîäû ïîïîëíåíèÿ ãàçà â çàæèãàëêå”.

Åñëè ïî-ïðîñòîìó, òî áàëëîí (ñâåðõó) ñîåäèíÿåòñÿ ñ ¸ìêîñòüþ çàæèãàëêè (âíèçó) ïî÷òè êàïèëëÿðíûì âåðòèêàëüíûì êàíàëîì.

Ñ êàêîé ñòàòè æèäêîñòè ïåðåòåêàòü ñâåõó âíèç â òàêèõ óñëîâèÿõ?

KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1147/6702
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 12.01.2012 16:22
nikvic
â òàêèõ óñëîâèÿõ?
 êàêèõ? Ïðî äàâëåíèå â áàëëîíå è ¸ìêîñòè âû íè÷åãî íå ñêàçàëè…
nikvic
Member

Îòâåòîâ: 2700/3231

nikvic íàïèñàíî 12.01.2012 17:36
 áàëëîíå – ïðîïàí-áóòàíîâàÿ ñìåñü , âñåãî êóáèêîâ 50, èç íèõ 10…40 – â æèäêîé ôàçå.
Alexandr007
Member

Îòâåòîâ: 4152/4699
Îòêóäà: Ðîññèÿ

Alexandr007 íàïèñàíî 12.01.2012 18:16
nikvic
Ñ êàêîé ñòàòè æèäêîñòè ïåðåòåêàòü ñâåõó âíèç â òàêèõ óñëîâèÿõ?
Äàâëåíèå ãàçà â çàæèãàëêå â íà÷àëå ìåíüøå ÷åì â áàëëîíå. Ïîïðîáóéòå â íà÷àëå âûðîâíÿòü äàâëåíèå â áàëëîíå è çàæèãàëêå(áàëëîí ñíèçó), ïîòîì åå çàïðàâèòü(áàëëîí ñâåðõó) è äîëîæèòå ðåçóëüòàò.
nikvic
Member

Îòâåòîâ: 2701/3232

nikvic íàïèñàíî 12.01.2012 18:27
Alexandr007
Äàâëåíèå ãàçà â çàæèãàëêå âíà÷àëå ìåíüøå ÷åì â áàëëîíå.
===========
Ýòèì ìîæíî îáúÿñíèòü, ñ íåêîòîðîé íàòÿæêîé, ïåðåòîê îñüìóøêè êóáèêà.
Îáû÷íî çàæèãàëêó ïûòàþòñÿ äîçàïðâëÿòü, êîãäà òàì åù¸ ïîðÿäî÷íî æèêîãî ãàçà.
KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1150/6707
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 12.01.2012 20:57
nikvic
Ïðåäïîëîæó ÷òî ïðè çàïðàâêå ãàçîâîé ôàçå èç çàæèãàëêè óäà¸òñÿ óõîäèòü â àòìîñôåðó, à èç áàëëîíà – íåò.
nikvic
Member

Îòâåòîâ: 2702/3233

nikvic íàïèñàíî 12.01.2012 21:08

öèòàòà:KPAH:
nikvic
Ïðåäïîëîæó ÷òî ïðè çàïðàâêå ãàçîâîé ôàçå èç çàæèãàëêè óäà¸òñÿ óõîäèòü â àòìîñôåðó, à èç áàëëîíà – íåò.

À êàê ýòî “îðãàíèçîâàòü”?

Alexandr007
Member

Îòâåòîâ: 4153/4700
Îòêóäà: Ðîññèÿ

Alexandr007 íàïèñàíî 12.01.2012 21:58
KPAH
ïðè çàïðàâêå ãàçîâîé ôàçå èç çàæèãàëêè óäà¸òñÿ óõîäèòü â àòìîñôåðó
Èëè êîíäåíñèðîâàòüñÿ.
KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1151/6710
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 13.01.2012 10:20
nikvic
À êàê ýòî “îðãàíèçîâàòü”?
Ìíå êàçàëîñü òóò êòî-òî ïèñàë ïðî “îòêðûòü âûïóñêíîé êëàïàí ïîøèðå”…

Alexandr007
Èëè êîíäåíñèðîâàòüñÿ.
×òîáû îíà íà÷àëà êîíäåíñèðîâàòüñÿ, äàâëåíèå â çàæèãàëêå äîëæíî ïîâûñèòüñÿ. Âîïðîñ: ñ ÷åãî ýòî ïðîèçîéä¸ò åñëè ïðåäïîëîæèòü ÷òî è â áàëëîíå è â çàæèãàëêå åñòü è ãàçîîáðàçíàÿ è æèäêàÿ ôàçû (à ñëåäîâàòåëüíî ðàâíîå äàâëåíèå).

Alexandr007
Member

Îòâåòîâ: 4155/4702
Îòêóäà: Ðîññèÿ

Alexandr007 íàïèñàíî 13.01.2012 10:35
KPAH
â áàëëîíå è â çàæèãàëêå åñòü è ãàçîîáðàçíàÿ è æèäêàÿ ôàçû (à ñëåäîâàòåëüíî ðàâíîå äàâëåíèå).
Îòëè÷àåòñÿ íà âåëè÷èíó ãèäðîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ. Âîçìîæíî òàêæå ñíèæåíèå äàâëåíèÿ íàä æèäêîñòüþ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñîîòíîøåíèÿ ïðîïàí/áóòàí.
nikvic
Member

Îòâåòîâ: 2703/3234

nikvic íàïèñàíî 13.01.2012 10:55
KPAH
Ìíå êàçàëîñü òóò êòî-òî ïèñàë ïðî “îòêðûòü âûïóñêíîé êëàïàí ïîøèðå”…
====Óñïåë-òàêè óãëÿäåòü…
Åñòü è âòîðîé ìåòîä…
KPAH
Member

Îòâåòîâ: 1152/6715
91||Îòêóäà: Ðîññèÿ, Ìîñêâà
Ôîòîàëüáîì: 207 ôîòî

KPAH íàïèñàíî 13.01.2012 11:31
Alexandr007
Îòëè÷àåòñÿ íà âåëè÷èíó ãèäðîñòàòè÷åñêîãî äàâëåíèÿ. Âîçìîæíî òàêæå ñíèæåíèå äàâëåíèÿ íàä æèäêîñòüþ çà ñ÷åò èçìåíåíèÿ ñîîòíîøåíèÿ ïðîïàí/áóòàí.
Ïî ñðàâíåíèþ ñ 80-þ àòìîñôåðàìè (÷òî-òî îêîëî òîãî, íàñêîëüêî ïîìíþ), ìîæíî ñ÷èòàòü ÷òî ãèäðîñòàòè÷åñêîå äàâëåíèå âíîñèò âêëàä ÷óòü ìåíüøå 0%.

nikvic
Åñòü è âòîðîé ìåòîä…
Èç îêðåñòíîñòåé êëàïàíà ïðè çàïðàâêå (çàïðàâëÿë òîëüêî ãîðåëêè) ñèôîíèò òàê, ÷òî âïîëíå ìîæåò áûòü ïðåäóñìîòðåíî ñòðàâëèâàíèå ãàçîâîé ôàçû ïðè îòêðûòèè ýòîãî êëàïàíà.

nikvic
Member

Îòâåòîâ: 2704/3235

nikvic íàïèñàíî 13.01.2012 12:07
KPAH
Ïî ñðàâíåíèþ ñ 80-þ àòìîñôåðàìè (÷òî-òî îêîëî òîãî, íàñêîëüêî ïîìíþ),
==== Ñìåñü äëÿ çàæèãàëîê ïîäáèðàåòñÿ òàê, ÷òîáû äàâëåíèå áûëî (äî 50Ñ) â ïðåäåëàõ ~5àò.

Èç îêðåñòíîñòåé êëàïàíà ïðè çàïðàâêå
=== Ó çàæèãàëêè 2 êëàïàíà, “çàïðàâî÷íûé” è äëÿ ãîðåëêè. Ïðè çàïðàâêå íàäëåæèò äåðæàòü â îòêðûòîì ñîñòîÿíèè “ãîðåëî÷íûé”.
Ïðè èñïîëüçîâàíèè ïðàâèëüíîãî ïåðåõîäíèêà óòå÷êè ïðè çàïðàâêå ìèíèìàëüíû.

Alexandr007
Member

Îòâåòîâ: 4156/4703
Îòêóäà: Ðîññèÿ

Alexandr007 íàïèñàíî 13.01.2012 13:09
KPAH
Ïî ñðàâíåíèþ ñ 80-þ àòìîñôåðàìè
Íå èìååò çíà÷åíèÿ àáñîëþòíîå äàâëåíèå, âàæíà ðàçíîñòü äàâëåíèé.
nikvic
Ó çàæèãàëêè 2 êëàïàíà, “çàïðàâî÷íûé” è äëÿ ãîðåëêè.
Çàïðàâèòü ìàëåíüêèé áàëëîí÷èê(ñ îäíèì êë?

Читайте также:  Давление жидкости на дно сообщающегося сосуда