Скорость потока воды в вертикальной трубе

[realeugene]

Emergency в сообщении #1367181 писал(а):

Но почему она не расширяется, если давление в ней выше атмосферного?

Потому что давление в ней не выше атмосферного.

-- 09.01.2019, 17:55 --

Кстати, припоминаю школьный опыт со струёй воды из крана, свободно падающей между двумя свисающими полиэтиленовыми плёнками. Легко такой опыт поставить в ванной. Плёнки притягиваются к струе (за счёт поверхностного натяжения, разумеется).

[Emergency]

Дело ясное, что дело темное.

[Emergency]

Осталось непонятным - где происходит раздел между свободной струей воды, каждая часть которой движется по баллистической траектории и той же струей, но уже в оболочке/трубе.
Почему, там где у свободной струи идет сужение, которое должно вызвать разрежение при наличии трубы с постоянным сечением, эта труба по закону Бернулли увеличивает давление внутри струи?

[realeugene]

Emergency в сообщении #1367689 писал(а):

которое должно вызвать

Не должно.

За изменение формы струи по высоте в целом отвечает очень слабое по сравнению с гравитационными силами поверхностное натяжение. За то, что струя, ускоряясь к низу, остаётся струёй. Давление там постоянное с очень высокой точностью, хоть струя и сужается.

[DimaM]

Emergency в сообщении #1367689 писал(а):

Осталось непонятным - где происходит раздел между свободной струей воды, каждая часть которой движется по баллистической траектории и той же струей, но уже в оболочке/трубе.

Без трения струя будет отрываться от стенок трубы и сужаться, как положено.

[realeugene]

DimaM в сообщении #1367691 писал(а):

Без трения струя будет отрываться от стенок трубы и сужаться, как положено.

Не обязательно.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1367714 писал(а):

Не обязательно.

Если снизу ничего не подпирает - куда ж ей деться.

[realeugene]

DimaM в сообщении #1367717 писал(а):

Если снизу ничего не подпирает - куда ж ей деться.

За счёт пониженного давления на входе в трубу.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1367720 писал(а):

За счёт пониженного давления на входе в трубу.

Нарисуйте картинку, кто на ком стоял, если нетрудно. Пока что не понять, какое течение вы имеете в виду.

[realeugene]

DimaM в сообщении #1367724 писал(а):

Нарисуйте картинку, кто на ком стоял, если нетрудно. Пока что не понять, какое течение вы имеете в виду.

Не люблю рисовать. Например, Цилиндрический напорный бак, из центра дна которого торчит труба с плавным переходом к трубе.

[DimaM]

realeugene в сообщении #1367735 писал(а):

Цилиндрический напорный бак, из центра дна которого торчит труба с плавным переходом к трубе.

А эта труба, в которую переходит труба, она в атмосферу открыта или как?

[realeugene]

DimaM в сообщении #1367736 писал(а):

А эта труба, в которую переходит труба, она в атмосферу открыта или как?

Да. И сверху атмосфера. Но бак высокий, и уровнем воды в баке мы можем добавить произвольное давление столба воды.

[Emergency]

Я кажется понял в чем тут дело.
Свободная струя воды движется с ускорением, а закон Бернулли рассматривает установившийся поток. Поток в вертикальной трубе установится за счет сил трения, которые отсутствуют в энергетическом балансе закона Бернулли, то есть их надо туда добавить.

[realeugene]

Emergency в сообщении #1367738 писал(а):

Свободная струя воды движется с ускорением, а закон Бернулли рассматривает установившийся поток.

Нет. Уравнение Бернулли применимо к любой струе тока без потерь потерь (или если потерями можно пренебречь). И к потоку в целом, если скорость и давление по сечению потока одинаковые. Если сечение струи тока изменяется вдоль её длины, то текущая жидкость неизбежно ускоряется или замедляется, так как она несжимаема.

Свободно текущая струя - это установившийся поток: частная (местная) производная скорости жидкости по времени во всех точках равна нулю.

Дело в том, что вода в трубе высасывает воду из бака, в результате, скорость истечения струи оказывается выше, а давление на входе в струю - меньше. Только переход следует делать плавным и дно у бака, наверное, конусным. В ванной ещё и водоворот может образуется с понижением уровня воды в образовавшейся воронке по центру. Но без вязкости он образоваться, конечно, не может, так как циркуляция в идеальной жидкости сохраняется (впрочем, по поводу этого утверждения есть сомнения).

[Emergency]

Хорошо, ничего добавлять не будем.