Вентилятор и потеря энергии

[Vladimirkey]

Добрый день.

Есть вот такая задача, условно, есть труба, в конце которой стоит вентилятор. Вентилятор забирает воздух, к примеру, с улицы и выбрасывает его в помещение, воздух проходит всю длину трубы.

Возникли следующие вопросы :

1) При прохождении воздуха по трубе он теряет давление, на сколько я понимаю, потери давления связаны с преодолением сил трения, но! почему по мере прохождения воздуха не снижается расход, ведь если давление теряется, следовательно, теряется энергия потока, скорость должна снижаться у потока, тем самым должен меняться (уменьшаться расход), чего собственно не происходит, почему?
2) Вы скажете, что это не происходит, потому что есть вентилятор, тогда не понимаю, вентилятор стоит уже после прохождения всей длины воздухом и только тогда "восполняет" потери на преодоление трения воздухом. Естественно, вентилятор можно поставить и в начале трубы, но тогда в любом случае, восполняет он, не восполняет потери, все равно происходят потери давления в течение движения воздуха на преодоление сопротивления (по крайней мере должны происходить, которые и снижают расход).
3) Обычно, вентилятор подбирают таким образом, чтобы его напор покрывал потери (падения давлений) на каждом участке (повороты и пр.) + некие элементы внутри участка, но все равно тогда не понятно, ведь вентилятор все эти потери восполняет лишь после того как через него пройдет воздух, пока воздух не попал в вентилятор, то воздух стремительно теряет свое давление, энергию, преодолевая эти сопротивления и как бы затормаживаясь. Можно ли связать потери давления на участках с потерями кинетической энергии потока?

В кратце, хочу понять именно физику процесса, с чего вдруг не меняется расход при потерях (являются ли потери давления потерями кинетической энергии потока?) и, по логике вещей вентилятор ведь потребляемую энергию от электродвигателя преобразует в механическую энергию потока, но, судя по этому, тогда поток до входа в лопаток имеет меньшую скорость чем после выхода из нее (что собственно говорит о том, якобы расход увеличивается вдоль лопаток), так ли это?

[EUgeneUS]

Vladimirkey в сообщении #1352208 писал(а):

почему по мере прохождения воздуха не снижается расход,

рассмотрим два различных сечения трубы.
Если расходы (массовые) через них не равны, то что?

[amon]

Vladimirkey в сообщении #1352208 писал(а):

ведь если давление теряется, следовательно, теряется энергия потока,

Ох-ох-оюшки. У Вас есть "кусок воздуха" внутри трубы. По трубе он протискивается с трением. Какое условие должно быть выполнено согласно заветам старика Ньютона, что бы этот кусок двигался с постоянной скоростью?

[Vladimirkey]

amon в сообщении #1352225 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1352208 писал(а):

ведь если давление теряется, следовательно, теряется энергия потока,

Ох-ох-оюшки. У Вас есть "кусок воздуха" внутри трубы. По трубе он протискивается с трением. Какое условие должно быть выполнено согласно заветам старика Ньютона, что бы этот кусок двигался с постоянной скоростью?

Силы должны быть скомпенсированы

-- 07.11.2018, 00:17 --

EUgeneUS в сообщении #1352217 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1352208 писал(а):

почему по мере прохождения воздуха не снижается расход,

рассмотрим два различных сечения трубы.
Если расходы (массовые) через них не равны, то что?

Если не равны, то закон сохранения массы не выполняется в таком случае, наверное, но тут скорее про объемный расход.

[amon]

Vladimirkey в сообщении #1352256 писал(а):

Силы должны быть скомпенсированы

Отлично. Откуда возмется сила, компенсирующая силу трения? ("Кусок воздуха" - цилиндр длиной $L$ и диаметром $D.$)

[Vladimirkey]

amon в сообщении #1352260 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1352256 писал(а):

Силы должны быть скомпенсированы

Отлично. Откуда возмется сила, компенсирующая силу трения? ("Кусок воздуха" - цилиндр длиной $L$ и диаметром $D.$)

$F=(P_2-P_1)\cdot S$ - сила, компенсирующая силу трения? Но ведь вентилятор находится бог знает где, в конце трубы, как он в начале трубы может создавать силу?

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Помогите решить / разобраться (Ф)» в форум «Карантин»
по следующим причинам:

- неправильно набраны формулы (краткие инструкции: «Краткий FAQ по тегу [math]» и видеоролик Как записывать формулы).

Исправьте все Ваши ошибки и сообщите об этом в теме Сообщение в карантине исправлено.
Настоятельно рекомендуется ознакомиться с темами Что такое карантин и что нужно делать, чтобы там оказаться и Правила научного форума.

[Pphantom]

Тема перемещена из форума «Карантин» в форум «Помогите решить / разобраться (Ф)»

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1352718 писал(а):

Но ведь вентилятор находится бог знает где, в конце трубы, как он в начале трубы может создавать силу?

Не забывайте про атмосферу, в которую погружена целиком вся ваша установка с вентилятором.

[amon]

Vladimirkey в сообщении #1352718 писал(а):

$F=(P_2-P_1)\cdot S$ - сила, компенсирующая силу трения?

Точно!

Vladimirkey в сообщении #1352718 писал(а):

Но ведь вентилятор находится бог знает где, в конце трубы, как он в начале трубы может создавать силу?

Вентилятор создает разность давлений на концах трубы. Воздух в трубе начинает двигаться и возникает трение воздуха о стенки, которое зависит от скорости движения. Если для конкретного "кусочка" разность давлений больше силы трения, то "кусочек" разгоняется пока силы на сравняются, если меньше, то тормозится. В результате воздух движется в первом приближении с постоянной скоростью, а давление в нем распределяется так, что бы поддерживать это движение.

[Vladimirkey]

amon в сообщении #1352869 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1352718 писал(а):

$F=(P_2-P_1)\cdot S$ - сила, компенсирующая силу трения?

Точно!

Vladimirkey в сообщении #1352718 писал(а):

Но ведь вентилятор находится бог знает где, в конце трубы, как он в начале трубы может создавать силу?

Вентилятор создает разность давлений на концах трубы. Воздух в трубе начинает двигаться и возникает трение воздуха о стенки, которое зависит от скорости движения. Если для конкретного "кусочка" разность давлений больше силы трения, то "кусочек" разгоняется пока силы на сравняются, если меньше, то тормозится. В результате воздух движется в первом приближении с постоянной скоростью, а давление в нем распределяется так, что бы поддерживать это движение.

Спасибо. Для уточнения: Получается, что есть труба, в конце которой стоит вентилятор (пока ничего не включено), в трубе находится атмосферный воздух, как и за трубой. Теперь включаем вентилятор, слева в трубе, где был атмосферный воздух создается разряжение вентилятором, который находится на другом конце (каким-то образом, наверное, потому, что оттуда вентилятором откачивается постоянно воздух) и тем самым наружний воздух у среза трубы начинает попадать в трубу и двигаться к вентилятору, тем самым вентилятор сжимает (так же каким-то образом) его и выбрасывает с другого конца?

[amon]

Vladimirkey в сообщении #1352876 писал(а):

Теперь включаем вентилятор, слева в трубе, где был атмосферный воздух создается разряжение вентилятором,

Разряжение или сжатие - не важно. Вентилятор может наоборот закачивать воздух в трубу. Важно, что на концах трубы разное давление, значит к воздуху в трубе приложена сила, совершающая какую-то работу. Эта работа расходуется на разгон воздуха до какой-то скорости и преодоление сил трения.

[wrest]

Vladimirkey в сообщении #1352876 писал(а):

тем самым вентилятор сжимает (так же каким-то образом)

Вы как будто вентилятора не видели. Зачерпывает и выбрасывает наружу. Может вам для наглядности мысленного эксперимента вентилятор поршнем заменить?

[Vladimirkey]

amon в сообщении #1352896 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1352876 писал(а):

Теперь включаем вентилятор, слева в трубе, где был атмосферный воздух создается разряжение вентилятором,

Разряжение или сжатие - не важно. Вентилятор может наоборот закачивать воздух в трубу. Важно, что на концах трубы разное давление, значит к воздуху в трубе приложена сила, совершающая какую-то работу. Эта работа расходуется на разгон воздуха до какой-то скорости и преодоление сил трения.

Я в целом и хочу понять сейчас, почему там разряжение создаётся в одном из концов трубы, так сказать "на пальцах" можете пожалуйста, объяснить.

[Vladimirkey]

wrest в сообщении #1352899 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1352876 писал(а):

тем самым вентилятор сжимает (так же каким-то образом)

Вы как будто вентилятора не видели. Зачерпывает и выбрасывает наружу. Может вам для наглядности мысленного эксперимента вентилятор поршнем заменить?

Поршневой компрессор работает по принципу объемного действия, где уменьшается объем и повышается давление. Вентилятор таким образом не особо представляю как сжимает и повышает давление, раз там не уменьшается объем. Поэтому не особо понимаю, как создаётся разряжение.