Гидродинамический эффект

[Xey]

rustot в сообщении #779090 писал(а):

получилось. вот у меня бак на даче, это будет речка с ну очень медленным течением, формируемым втекаемой с одного края водой из трубы. а на выходе из трубы течет маленький ручеек и 2 метровой высоты набрать не пытается.

Нет, к сожалению неполучилось. Вам бы надо мысленную плотину ставить посредине бака (там же у нас речка ) а маленькая трубка на выходе должна бы имитировать большое сопротивление длинного русла реки. Вас смущает , что выходная трубка в вашем баке выше дна, а на речке такого нет, но речка же длинная. Попробую объяснить поже.

[rustot]

R-Good в сообщении #779100 писал(а):

Во ! Здравые мысли !
А как называется поток с такой минимальной удельной энергией знаете ?
Число Фруда для него пробовали расчитать ?

для этого не нужны шпаргалки, для этого не нужно заучивать всякие формулы и названия, это все выводится исключительно из закона сохранения энергии, кинетическая энергия, потенциальная энергия, работа, школьная физика. для прямоугольного русла шириной $w$ высота потока с минимальной энергией $h = \sqrt[3]{\frac{(dV/dt)^2}{w^2 g}}$.

а поскольку река в устаканившемся состоянии с постоянной скоростью сама стремится именно к этой высоте, то если только что перед вашей установкой не произошла смена геометрии русла, то все манипуляции потоком уменьшающие эту высоту на выходе в итоге приводят к увеличению энергии выходного потока и уменьшению отбираемой энергии, поскольку он уже был оптимален изначально.

-- 23.10.2013, 17:50 --

Xey в сообщении #779102 писал(а):

Нет, к сожалению неполучилось. Вам бы надо мысленную плотину ставить посредине бака (там же у нас речка ) а маленькая трубка на выходе должна бы имитировать большое сопротивление длинного русла реки. Вас смущает , что выходная трубка в вашем баке выше дна, а на речке такого нет, но речка же длинная. Попробую объяснить поже.

стенка бака и есть плотина. и в ней дырочка

[R-Good]

rustot в сообщении #779107 писал(а):

R-Good в сообщении #779100 писал(а):

Во ! Здравые мысли !
А как называется поток с такой минимальной удельной энергией знаете ?
Число Фруда для него пробовали расчитать ?

для этого не нужны шпаргалки, для этого не нужно заучивать всякие формулы и названия, это все выводится исключительно из закона сохранения энергии, кинетическая энергия, потенциальная энергия, работа, школьная физика. для прямоугольного русла шириной $w$ высота потока с минимальной энергией $h = \sqrt[3]{\frac{(dV/dt)^2}{w^2 g}}$.

Вы правильно вывели формулу, так называемой "критической глубины". При глубине больше этой поток называется "спокойный", при меньше - "бурный"

rustot в сообщении #779107 писал(а):

а поскольку река в устаканившемся состоянии с постоянной скоростью сама стремится именно к этой высоте, то если только что перед вашей установкой не произошла смена геометрии русла, то все манипуляции потоком уменьшающие эту высоту на выходе в итоге приводят к увеличению энергии выходного потока и уменьшению отбираемой энергии, поскольку он уже был оптимален изначально.

Вот тут вы ошибаетесь.
Скорость воды в реке определяется только уклоном русла. ]Для равнинных рек его можно посмотреть здесь http://ru.wikipedia.org/wiki/Уклон_реки . И скорость течения у них примерно 1- 2 м/с
С вами рядом есть какая-нибудь река ? Посчитайте удельную энергию её живого сечения и критическую глубину. Она точно не будет равна реальной глубине, потому что потоки в равнинных реках спокойные. Бурные они только в горных реках, где уклон дна значительно больше

[rustot]

R-Good в сообщении #779131 писал(а):

Скорость воды в реке определяется только уклоном русла

так в реальной реке с трением уже вступает в силу много нюансов гидродинамики, вязкость, разные скорости потока по сечению, зависимость потерь на трение от скорости и тут уже не подходит идеализированная модель. но как она не подходит для определения реальной высоты реки так же она не подходит и для определения оптимальной высоты после генератора. река то в любом случае, хоть в реальном, хоть в идеальном, стремится занять состояние с минимальным уровнем энергии. коли у нее вот такая высота получилась, то она и есть высота с минимальным уровнем энергии, в которую теперь входят уже все неравномерности и потери

вот если недавно что-то поменялось, сменился уклон, сменилась ширина русла, то поток будет некоторое время устаканиваться на новом оптимальном уровне энергии и тут можно влезть и перевести его на новый оптимальный уровень побыстрее насильно, отобрав энергию

[Xey]

rustot в сообщении #779060 писал(а):

Xey в сообщении #779057 писал(а):

При заданном уклоне русла объем протекающей воды завист от высоты потока.

и от его скорости. простой пример, очень очень медленная река и плотина на ней. в плотине маленькая дырочка из которой вытекает струйка воды, как раз такого объема в секунду как и в очень медленной реке. вот вам и изменение высоты потока с метров до миллиметров с увеличением его скорости. никакого резона этой струйке преобразоваться потом обратно в очень большую и очень медленную реку нет - так и будет бежать, не подгоняемая никакими лопатами

Перечитал неспеша.
не понял какое отншение ваш пример имеет к скорости.
Останусь при своем мнении
"При заданном уклоне русла объем протекающей воды завист от высоты потока."
Конечно , чем больше высота тем больше может быть скорость. Уменьшается влияние сопротивления , и главное, у истока на поверхности появится "горка", дополнительно давящая на воду.

[n1m]

R-Good в сообщении #778416 писал(а):

то можно убедиться, что функции в этой точке пересекаются, поэтому и удельная энергия сечений таких потоков одинакова.

Но самое интересное между ними. Вот этот вопрос и предлагается рассмотреть.
Во-первых, какой вид будет у этой функции
Во-вторых, при каких числах Фруда эта зависимость будет иметь максимум
В-третьих, всё интересное, что может всплыть по ходу

Где можно почитать об экспериментальном подтверждении данного эффекта.
Есть ли такая установка в природе, и где она стоит?

[rustot]

Xey в сообщении #779176 писал(а):

"При заданном уклоне русла объем протекающей воды завист от высоты потока."
Конечно , чем больше высота тем больше может быть скорость. Уменьшается влияние сопротивления , и главное, у истока на поверхности появится "горка", дополнительно давящая на воду.

$dV/dt = h w v$. объем протекающей воды пропорционален высоте, ширине и скорости. при фиксированной ширине - высоте и скорости. больше скорость - меньше высота. меньше скорость - больше высота.

в идеальном течении без потерь и без наклона, высота потока останется такой какой вы ее сформируете изначально. запустите тот же объем в виде низкого и быстрого - останется таким. в виде высокого и медленного - тоже останется таким

в реальном течении с потерями высота через некоторое время окажется такой, при которой поток имеет минимум энергии, о чем собственно и речь

[R-Good]

n1m в сообщении #779180 писал(а):

R-Good в сообщении #778416 писал(а):

Но самое интересное между ними. Вот этот вопрос и предлагается рассмотреть.
Во-первых, какой вид будет у этой функции
Во-вторых, при каких числах Фруда эта зависимость будет иметь максимум
В-третьих, всё интересное, что может всплыть по ходу

Где можно почитать об экспериментальном подтверждении данного эффекта.
Есть ли такая установка в природе, и где она стоит?

Есть, но это пока ноу-хау.
И не об установке мы здесь говорим, а о виде функции,
оптимальных числах Фруда и других интересных теоретических вещах.
Функцию построили уже, оптимальное Fr нашли ?

[n1m]

R-Good в сообщении #779211 писал(а):

Есть, но это пока ноу-хау.

Хорошо.

R-Good в сообщении #779211 писал(а):

И не об установке мы здесь говорим, а о виде функции,
оптимальных числах Фруда и других интересных теоретических вещах.
Функцию построили уже, оптимальное Fr нашли ?

(Оффтоп)

Есть, но это пока ноу-хау.

[R-Good]

n1m в сообщении #779214 писал(а):

R-Good в сообщении #779211 писал(а):

И не об установке мы здесь говорим, а о виде функции,
оптимальных числах Фруда и других интересных теоретических вещах.
Функцию построили уже, оптимальное Fr нашли ?

Есть, но это пока ноу-хау.

У меня нет. Потом покажу, если интересно. Если не интересно, то можно и не смотреть.

[Xey]

rustot в сообщении #779181 писал(а):

Xey в сообщении #779176 писал(а):

чем больше высота тем больше может быть скорость.

$dV/dt = h w v$. объем протекающей воды пропорционален высоте, ширине и скорости. при фиксированной ширине - высоте и скорости. больше скорость - меньше высота. меньше скорость - больше высота.

В данном случае мы говорим о разном.
Вы говорите о формуле, которая не все учитывает. В формуле не видно что причина, а что следствие.
Я говорю об реальном опыте - в желоб из оргстекла заливаем воду. Все коэфициенты и соотношения размеров реальны. Чем сильнее будет поток вливаемой в желоб воды, тем выше будет уровень воды у источника и тем выше будет скорость движения воды по желобу.
В этом смысле в эксперименте получим вывод - чем выше уровень, тем выше скорость.
Интересно, что формально он совершенно противоположен вашему "меньше скорость - больше высота".
Суха теория...

[rustot]

Xey в сообщении #779273 писал(а):

В данном случае мы говорим о разном.
Вы говорите о формуле, которая не все учитывает.

я говорю о зависимости высоты от скорости потока при равном расходе литров в секунду. а вы зачем то о зависимости высоты от расхода. в реке нельзя расход поменять, сколько там с истоков в секунду в нее вливается, столько и есть в любом ее сечении, хоть при больших уклонах хоть при малых, хоть при глубоком русле хоть при мелком, хоть поставь на ней гэс хоть не поставь, вода же никуда не ответвляется и ниоткуда не добавляется. при одном и том же расходе высота потока может быть разной.

[Xey]

rustot в сообщении #779286 писал(а):

я говорю о зависимости высоты от скорости потока при равном расходе литров в секунду. а вы зачем то о зависимости высоты от расхода. в реке нельзя расход поменять,

Мы говорили о постоянном уклоне дна, при этом скорость должна быть постоянной. Я добавил, что она еще зависит и от высоты потока , которая зависит от расхода.

В реке расход постоянен, но ширина не постоянна. Расход на единицу ширины, влияет на уровень и через него на скорость.

Корче, на скорость влияет не только уклон дна, но и уклон поверхности воды. Если есть уклон поверхности, скорость должна быть больше .
Перед тесниной уклон поверхности видимо меньше, а за ней больше , хотя уклон дна может быть постоянным.

[rustot]

Xey в сообщении #779292 писал(а):

В реке расход постоянен, но ширина не постоянна. Расход на единицу ширины, влияет на уровень и через него на скорость

берете реку с постоянной шириной, втыкаете в нее любой тип генератора, хоть древнюю водяную мельницу. до генератора уровень воды подымает а скорость падает, после генератора уровень воды падает а скорость растет. ну и где тут "высота зависит только от уклона"? если б высота была константой то вы бы вообше не могли никакой энергии от реки получить. с какой стати? генератор воткнули и НИЧЕГО в реке не изменилось. высота везде осталась прежней. так а энергия откуда появилась если в самой воде ничего не изменилось а значит и в ее энергии ничего не изменилось? тогда такие генераторы можно втыкать друг за другом в сантиметре и снимать сколько угодно энергии. любой такой генератор работает как маленькая плотина. конечно если вы в огромную реку с которой можно гигаватт снять засунете киловаттную вертушку, то глазом образованную разницу высот вы не разглядите, но она все равно есть. в реке становится на киловатт меньше энергии каждую секунду, это обязано выразиться в физических изменениях в потоке

[Xey]

Не все понял, но Вы подтвердили, что

Xey в сообщении #779292 писал(а):

на скорость влияет не только уклон дна, но и уклон поверхности воды. Если есть уклон поверхности, скорость должна быть больше .

А правильнее видимо сказать, что уклон дна вовсе не при чем, скорость потока определяет уклон поверхности воды.

Это когда уклон дна не больше уклона поверхности, а если больше, течение наверно разорвется.