Закон Бернулли

[ATAMAH]

Amw в сообщении #1167138 писал(а):

Расход уменьшается, давление до крана возрастает, скорость потока до крана уменьшается. Расход зависит от полного гидравлического сопротивления всего трубопровода. Можно регулировать, например, краном...
Кстати, часто расход измеряют по перепаду давления на диафрагме - он пропорционален корню квадратному от перепада.

Подниму прекрасную тему )

А почему при сжатии конца шланга не увеличивается давление до пережатия и не снижается скорость потока?

Из прочитанного так и не понятно, почему если кран в квартире закрыть наполовину, то скорость не изменится и расход соответственно уменьшится в 2 раза? А если при полностью открытом кране закрыть пальцем половину трубы, то скорость увеличится в 2 раза и расход не изменится?

[sergey zhukov]

ATAMAH
Скорость в трубе до крана и в трубе после крана (труба смесителя) всегда одинаковая (допустим, трубы одного диаметра). Это ясно из соотношения сечений и того факта, что вода заполняет всю трубу полностью и там и там. Когда вы закрываете кран, то скорость потока в кране в самом узком месте увеличивается. Но в последующей трубе смесителя снова падает.

А если закрывать трубу пальцем, то вы видите поток воды прямо из узкого сечения трубы. То же самое получится, если трубу смесителя снять и смотреть прямо на струю из крана.

Со шлангом вообще неопределенный вопрос. Давление при пережатии конца шланга будет увеличиваться. И может даже очень сильно. Нужно знать, что там за насос с той стороны к шлангу подключен, какая у него напорная характеристика, т.е. как давление связано с расходом. Возможно, что и никак. Тогда давление не будет меняться, что бы мы там на конце шланга ни делали.

Скорость потока при пережатии шланга тоже зависит от расходной характеристики насоса. Если давление растет с падением расхода (обычная ситуация) - скорость будет возрастать. Если одно не зависит от другого - скорость не будет меняться (пока отверстие не станет настолько малым, что трением пренебрегать будет уже нельзя)

[realeugene]

ATAMAH в сообщении #1542578 писал(а):

А почему при сжатии конца шланга не увеличивается давление до пережатия и не снижается скорость потока?

Это неправда. Но если пережать конец шланга правильно, то скорость потока до пережатия может и увеличиться. "Сопло Лаваля".

[sergey zhukov]

realeugene
Сопло Лаваля - это только для газов. Для несжимаемых сред оно ничего не дает. Если, конечно, рассчитывать на сжимаемость воды...

[realeugene]

sergey zhukov
Для несжимаемых сред можно уменьшить потери на турбулентность.

[ATAMAH]

sergey zhukov в сообщении #1542596 писал(а):

Когда вы закрываете кран, то скорость потока в кране в самом узком месте увеличивается. Но в последующей трубе смесителя снова падает.

А если закрывать трубу пальцем, то вы видите поток воды прямо из узкого сечения трубы. То же самое получится, если трубу смесителя снять и смотреть прямо на струю из крана.

Но если скорость в самом узком месте крана увеличивается, то расход должен оставаться неизменным, а он уменьшается в 2 раза. А при зажатии трубы пальцем, скорость увеличивается, а расход примерно тот же.

[zykov]

ATAMAH в сообщении #1542611 писал(а):

Но если скорость в самом узком месте крана увеличивается, то расход должен оставаться неизменным, а он уменьшается в 2 раза

Это же из-за трения. Без него не уменьшился бы.

[sergey zhukov]

ATAMAH
У нас тут труба с двумя местными сопротивлениями: кран и ваш палец. Из двух этих вещей кран дает гораздо большее сопротивление. Так что пока вы там пальцем слегка шланг перекрываете, в сравнении с краном вы создаете малое сопротивление, и расход воды определяется почти только краном. А вот когда кран крутите - тогда расход и меняется.
А если как следует пальцем надавить, чтоб сопротивление от пальца стало сопоставимо с сопротивлением крана, тогда и от пальца расход начнет зависеть.

Это уже расчет вязкой жидкости. Не совсе про закон Бернулли.

[ATAMAH]

zykov в сообщении #1542617 писал(а):

Это же из-за трения. Без него не уменьшился бы.

Вы имеете ввиду местное сопротивление? То есть местное сопротивление крана настолько выше зажима трубы пальцем?

-- 12.12.2021, 17:33 --

sergey zhukov

Тогда поправьте, где я ошибаюсь.

Скорость в трубе до крана 0.7 м/с, давление 2 атм. Чтобы расход после крана упал в 2 раза при уменьшении сечения в 2 раза, давление также после крана должно упасть в 2 раза, то есть потери на местном сопротивлении (кране) = 1 атм= 100 000 Па. Но чтобы на кране было такое падение давления коэффициент местного сопротивления должен быть более 300 (скорость 0.7 м/с) . Не в одном справочнике таких больших коэффициентов не встречал (на пару порядков меньше).

[sergey zhukov]

ATAMAH
Да чего же здесь странного? Ясно же, что коэффициент гидравлического сопротивления крана вообще может быть бесконечным. Это же от степени его открытия зависит. В справочниках часто этот коэффициент вообще для полностью открытой арматуры дают.

Если предположить, что перепад давления воды на кране равен 1 Бар, то при скорости потока 0,7 м/сек коэффициент гидравлического сопротивления крана действительно должен быть порядка 400. Тут еще вопрос, конечно, какой у вас там на самом деле перепад давления на кране и скорость в трубе. Но вообще, это совершенно стандартные хорошо формализованные инженерные расчеты. Там загадок никаких нет.

[ATAMAH]

sergey zhukov

похоже я всё таки ошибся?!

Рассмотрим участок трубопровода, состоящего из крана и трубы до и после крана, одинакового сечения, всё это хозяйство расположено горизонтально.

Тогда по закону Бернулли с учетом местного сопротивления для участков до крана и после крана получается:

$\frac{\rho\omega2}{2}$ = $\frac{\rho\omega2}{8}$ + $\Delta$Pм

так как расход и соответственно скорость после крана в 2 раза меньше, чем до... Правильно?

$\frac{\rho\omega2}{2}$ - $\frac{\rho\omega2}{8}$ = $\Delta$Pм

Получается для воды и скорости 0,7:

$\Delta$Pm = 184

Тогда $\varepsilon$ = 0,75.

Коэффициент вроде реальнее )

Или опять ошибаюсь?

[Pphantom]

ATAMAH в сообщении #1542644 писал(а):

Или опять ошибаюсь?

В чем точно ошибаетесь - в наборе формул. Не надо вставлять лишние доллары внутрь.

[sergey zhukov]

ATAMAH
Как скорость воды в трубе до крана может быть вдвое больше скорости воды в такой же трубе после крана? Что, вода в кране куда-то пропадает? Или сжимается там вдвое?

Если скорость потока в такой трубе равна $u$ (она равна $u$ и до, и после крана), а перепад давления на кране равен $\Delta P$, то коэффициент гидравлического сопротивления крана равен $\xi =\frac{2\Delta P}{\rho u^2}$. И чтобы его подсчитать, нужно точнее знать $\Delta P$ именно на кране, да и $u$ не на глазок определять.

Но ничего странного в очень больших коэффициентах сопротивления нет. Тут ограничение на нижний предел этого коэффициента существует, а не на верхний.

Вы, наверно, думаете, что каждое местное сопротивление делает так, что скорость потока после него становится ниже, чем до. Это же совершенно неверно. Так ведет себя давление, а скорость потока (если ее рассматривать в двух сечениях трубы одинаковой площади) вообще никак не меняется, сколько бы мы там кранов на трубу ни поставили последовательно. Для скорости существует простое уравнение $us=Q=const$, где $s$ - площадь сечения трубы в месте измерения скорости, $Q$ - расход жидкости. Иначе говоря - расход во всех сечениях трубы одинаковый. Для несжимаемой жидкости иначе и быть не может.