Показания манометра холодной и горячей воды

[Solaris86]

Здравствуйте!
Такой вопрос: на выходе из шланга для душа при включении холодной воды на при максимальном открытии крана смесителя давление холодной воды 0.2 МПа, давление горячей воды 0.4 МПа. Я хочу сделать одинаковый напор воды и на трубе с горячей водой уменьшаю подачу горячей воды путём поворота ручки крана на трубе с горячей водой и добиваюсь того, что напор воды становится одинаковым - одна и та же ёмкость наполняется за одно и то же время при наполнении холодной водой при максимально открытом кране смесителя и наполнении горячей водой при максимально открытом кране смесителя, однако горячей воды по-прежнему 0.4 МПа. Можете помочь разобраться, почему показания манометра по давлению горячей воды не поменялись, хотя напор горячей воды поменялся?

[Solaris86]

однако давление* горячей воды 0.4 МПа

[amon]

Solaris86 в сообщении #1722013 писал(а):

почему показания манометра по давлению горячей воды не поменялись, хотя напор горячей воды поменялся?

Вы измерили расход воды. Он зависит от давления и площади сечения трубы. Перекрывая кран Вы меняете расход за счет уменьшения площади сечения. Давление при этом может даже возростать, а расход уменьшается.

[sergey zhukov]

Solaris86
Не так уж и сложно представить ситуацию, когда давление не зависит от расхода. Скажем, если имеем большую открытую наполненную емкость, у которой снизу есть кран, и мы открываем этот кран и вода начинает вытекать, то давление перед краном будет определяться уровнем жидкости в этой емкости, а он меняется очень медленно или может даже вообще не меняться (если жидкость постоянно подливают).

Давление воды перед краном обычно падает с увеличением ее расхода, но это падение просто мало. Чтобы его заметить, сечение трубы, в котором оно измеряется, должно быть сопоставимо с сечением отверстия в смесителе, а второе обычно заметно меньше первого.

[wrest]

Solaris86 в сообщении #1722013 писал(а):

Можете помочь разобраться, почему показания манометра по давлению горячей воды не поменялись, хотя напор горячей воды поменялся?

Если у вас всё хорошо сделано (и до вас, в трубах), то давление там где стоит манометр (до раздачи воды) почти не зависит от расхода (не в разы). То есть при открытом кране давление почти не падает. Так и должно быть.

Слово "напор" тут лучше не использовать. Напор измеряется в метрах -- насколько метров поднимется вода вверх по открытой в атмосферу трубе/шлангу если открыть кран.

P.S. Что бы вода в душе была комфортной температуры при среднем положении смесителя, нужен редуктор давления, который будет поддерживать нужное давление независимо от расхода Либо вместо обычного смесителя установить термостатический, он регулирует расход горячей воды так чтобы поддерживать фиксированную температуру смеси.

[Solaris86]

Хорошо.
Давайте разберём ситуацию с позиции уравнения Бернулли:
$p + \rho gh + \frac{\rho v^2}{2} = \operatorname{const}$
Напомню, что я сделал напор горячей и холодной воды одинаковым.
$p_\text{гор} + \rho_\text{гор} gh + \frac{\rho_\text{гор} v_\text{гор}^2}{2} = p_\text{хол} + \rho_\text{хол} gh + \frac{\rho_\text{хол} v_\text{хол}^2}$
При подключении манометра движения воды нет, поэтому $\frac{\rho_\text{гор}v_\text{гор}^2}{2} = 0$ и $\frac{\rho_\text{хол} v_\text{хол}^2}{2}= 0$
Остаётся $p_\text{гор} + \rho_\text{гор} gh = p_\text{хол} + \rho_\text{хол} gh$
Пусть $t_\text{гор} = 75^{\circ} C$ и $t_\text{хол} = 5^{\circ} C$, откуда $\rho_\text{гор} = 975 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}, \rho_\text{хол} = 1000 \frac{\text{кг}}{\text{м}^3}$
Возьмём $h = 1 \text{м}$
$g = 9.81 \frac{\text{м}}{\text{с}^2}$
По показаниям манометра: $p_\text{гор} = 40000 \text{Па}, p_\text{хол} = 20000 \text{Па}$
Получаем:
$40000+ 975\cdot 9.81\cdot1 \not = 20000+ 1000\cdot 9.81\cdot1$
$49564.75 \not = 29810$
Как объяснить это противоречие?

[realeugene]

Solaris86 в сообщении #1722013 писал(а):

на выходе из шланга для душа при включении холодной воды на при максимальном открытии крана смесителя давление холодной воды 0.2 МПа, давление горячей воды 0.4 МПа.

Это вы замеряете при нулевом потоке через краны? При нулевом потоке давление воды вдоль трубы постоянно пока один кран открыт хоть чуть-чуть, а второй закрыт. То есть слегка приоткрытом кране вы всегда измеряете давление на входе в квартиру. При открытой трубе это давление срабатывается на гидравлическом сопротивлении крана практически в нуль, если струя не добивает до потолка. Кстати, базовое уравнение Бернулли тут не применимо, так как оно записано для идеальной жидкости и вообще не учитывает потери в потоке, ради которых вы и прикручиваете кран.

Уравнения гидравлики во многом эквивалентны простейшим уравнениям электроники. Давление - это напряжение, поток - это ток, трубы и арматура - сопротивления, кран - переменное сопротивление. При малых скоростях течения индуктивностями можно пренебречь. На входе в квартиру толстая труба - источник напряжения с малым внутренним сопротивлением. Открытый конец трубы - соединение с землёй: нулевое давление/напряжение, но может быть ток, который вы можете измерить по скорости наполнения ванны. Закрытый конец трубы - та же точка, отрезанная от земли, между которой которой и землёй подключён вольтметр. Нарисуйте свою гидравлическую схему в электрических аналогиях и подумайте, что именно вы меряете.

[wrest]

Solaris86 в сообщении #1722633 писал(а):

Напомню, что я сделал напор горячей и холодной воды одинаковым

Напор - это высота (в метрах), на которую поднимется вода вверх по трубе с открытым верхним концом. Вы сделали одинаковым не напор, а расход. Напор и расход в общем случае связаны, но это не одно и то же! Напор - прямо пропорционален давлению при отсутсвии потока (закрытом кране).

-- 18.04.2026, 12:31 --

realeugene в сообщении #1722639 писал(а):

На входе в квартиру толстая труба - источник напряжения с малым внутренним сопротивлением.

Вот как раз НЕ малое внутреннее сопротивление у стояка (как аналога источника напряжения в электротехнике) может быть причиной всяких непонятностей. Типа заметного падения давления при открытии крана. То есть, принимать сопротивление источника малым априори - источник ошибок в оценке ситуации. Лучше убедиться.

А, ну и тут же у нас ещё суммируется два источника (холодной и горячей воды), и при заметнотразных внутренних сопротивлениях тоже могут быть эффекты.

[Theoristos]

Осталось понять, давление измеряли точно "на выходе из шланга для душа", или в каком другом месте.
И чем автор регулирует расход (не напор) "при максимально открытом кране смесителя".

[wrest]

Theoristos в сообщении #1722656 писал(а):

И чем автор регулирует расход (не напор) "при максимально открытом кране смесителя".

Краном на стояке:

Solaris86 в сообщении #1722013 писал(а):

на трубе с горячей водой уменьшаю подачу горячей воды путём поворота ручки крана на трубе с горячей водой

[sergey zhukov]

Речь об этом что-ли?:


Тогда единственный ответ: там, где написано "одинаково", на самом деле не одинаково. Возможно, труба с горячей водой больше "заросла". Или манометр неисправен.

[wrest]

sergey zhukov в сообщении #1722713 писал(а):

Речь об этом что-ли?:

ТС ясно не пишет где и в какой момент меряет давление, при каких открытых, закрытых и т.п. кранах, вищимо полагая, что это нам знать не важно, ведь есть уравнения Бернулли...
И наверное не напишет, а будет продолжать вещать про Бернулли и напор. Такое у меня предчувствие.

[Solaris86]

Давление замеряется на выходе из шланга для душа, только лейка для душа снята, а на её место установлен манометр. При этом смеситель переключён в режим "Душ", то есть никакого истечения воды из излива смесителя нет, вода вода упирается в манометр. На трубе с холодной и горячей водой есть по крану для регулировки потока. Смеситель одно рычажный.
При замере давления холодной воды, я рычаг смесителя перевожу в положение максимального открытия для холодной воды, при замере горячей воды аналогично.

wrest в сообщении #1722644 писал(а):

Напор - это высота (в метрах), на которую поднимется вода вверх по трубе с открытым верхним концом. Вы сделали одинаковым не напор, а расход. Напор и расход в общем случае связаны, но это не одно и то же! Напор - прямо пропорционален давлению при отсутсвии потока (закрытом кране).

И напор, и расход одинаковые: из шланга для для душа при святой лейке струя голодной воды и струя горячей воды воды поднимается на одну и ту же высоту при направлении струи вертикально вверх и при этом одна и та же наполнятся за одно и то же время холодной водой и горячей водой.

-- 22.04.2026, 09:50 --

realeugene в сообщении #1722639 писал(а):

Уравнения гидравлики во многом эквивалентны простейшим уравнениям электроники. Давление - это напряжение, поток - это ток, трубы и арматура - сопротивления, кран - переменное сопротивление. При малых скоростях течения индуктивностями можно пренебречь. На входе в квартиру толстая труба - источник напряжения с малым внутренним сопротивлением. Открытый конец трубы - соединение с землёй: нулевое давление/напряжение, но может быть ток, который вы можете измерить по скорости наполнения ванны. Закрытый конец трубы - та же точка, отрезанная от земли, между которой которой и землёй подключён вольтметр. Нарисуйте свою гидравлическую схему в электрических аналогиях и подумайте, что именно вы меряете.

А что является эквивалентами ёмкостей и индуктивностей в гидравлике?

-- 22.04.2026, 09:53 --

wrest в сообщении #1722714 писал(а):

sergey zhukov в сообщении #1722713 писал(а):

Речь об этом что-ли?:

ТС ясно не пишет где и в какой момент меряет давление, при каких открытых, закрытых и т.п. кранах, вищимо полагая, что это нам знать не важно, ведь есть уравнения Бернулли...
И наверное не напишет, а будет продолжать вещать про Бернулли и напор. Такое у меня предчувствие.

Да, моё упущение то, что не указал подробностей. Указал их в сообщении выше.
По поводу вашей иронии про уравнение Бернулли не понимаю, к чему она здесь: уравнение Бернулли - вроде как основное уравнение гидравлики. Если у вас бОльшие познания гидравлики, подскажите тогда, каким другим уравнением нужно пользоваться.

-- 22.04.2026, 10:06 --

realeugene в сообщении #1722639 писал(а):

Кстати, базовое уравнение Бернулли тут не применимо, так как оно записано для идеальной жидкости и вообще не учитывает потери в потоке, ради которых вы и прикручиваете кран.

По поводу потерь. Разве их нельзя включить в уравнение вот так
$p_1 + \rho gh_1 + \frac{\rho v_1^2}{2} = p_2 + \rho gh_2 + \frac{\rho v_2^2}{2} + p_\text{потери}$ ?

[wrest]

Solaris86 в сообщении #1722953 писал(а):

И напор, и расход одинаковые: из шланга для для душа при святой лейке струя голодной воды и

А теперь прочитайте ещё раз на что вы отвечали. Для удобства чтения отметил жирным шрифтом:

wrest в сообщении #1722644 писал(а):

Напор - это высота (в метрах), на которую поднимется вода вверх по трубе с открытым верхним концом.

То есть не

Solaris86 в сообщении #1722953 писал(а):

струя горячей воды воды поднимается на одну и ту же высоту

а вот так:

wrest в сообщении #1722644 писал(а):

по трубе с открытым верхним концом.

Высота, на которую поднимется струя (то есть свободно падающие капли воды, в первом приближении) , действительно, определяется расходом, так как через поперечное сечение открытого конца шланга проходит какой-то объём воды и его можно пересчитать в скорость, от которой (величины и направления) и зависит высота подъема. Можете прижать выход из шланга немного пальцем и внезапно увидеть, как струя вдруг начнёт подниматься немного выше, при том же расходе. Только прижать надо немного, а не перекрыть совсем

Ну да ладно, что вас волнует-то в этой истории, кроме уравнений Бернулли, чего вы хотите добиться в практической, так сказать, плоскости?

-- 22.04.2026, 10:16 --

Solaris86 в сообщении #1722953 писал(а):

А что является эквивалентами ёмкостей

Ёмкость - гидроаккумулятор ("ресивер"), но у вас его скорее всего нет, если вы не в частном доме и не установили самостоятельно. Но в эти аналогии лучше не вдаваться, а сосредоточиться на аналогах законов для постоянного тока (законе Ома).

[sergey zhukov]

Solaris86
А, ну так у вас просто в стояках с горячей и холодной водой разное давление. Вы его измеряете, когда подсоединяете манометр к шлангу и открываете смеситель сначала только на холодную воду, а затем только на горячую (без потока). И понятно, что если измерять давление при отсутствии потока, то положение кранов на стояке вообще не имеет значения. В какое бы их положение ни установил, манометр все равно покажет давление в стояке.

А когда вы подстраиваете одинаковый расход, то вы просто кран на том стояке, где давление больше, закрываете сильнее. При этом давление в стояке, понятое дело, остается, как было. Вот у вас и получается: один стояк с высоким давление и менее открытым краном, второй стояк - с низким давлением и более открытым краном. А давление, если его мерить так, как вы измеряете, будет показывать то, что в стояке. А вот если вы будете измерять давление так, как у меня на картинке, то оно окажется одинаковым (при наличии потока т.е. измерять надо при открытом кране смесителя).

Нужно понимать, что давление - это такая вещь, которая при отсутствии потока жидкости равна во всех полостях, которые соединены между собой хоть даже малейшей трещинкой, куда только может просочиться вода (если перепадом высот пренебрегать). Но как только появляется поток, давление во всех полостях сразу меняется. Нужно давление мерить при наличии потока.

Уравнение Бернулли нужно правильно применять, т.е. все величины должны относится к одному и тому же опыту. А вы давление измеряете в отсутствии потока, расход и напор - при наличии, а потом все это пытаетесь подставить в одно уравнение. Давление нужно измерять при наличии потока.