Как рассчитать ожидаемую скорость утечки через отверстие и падение давления из-за этой утечки?

Допустим, у нас есть горизонтальная трубка под давлением, в которой есть отверстие. Какой будет скорость потока через это отверстие и какое давление будет после отверстия?

Или, если вы предпочитаете работать с числами, скажем следующее:

  • Давление на входе: 5 бар изб.
  • Диаметр основного потока: 1 дюйм
  • Начальная скорость основного потока: 1 м/с
  • Диаметр отверстия: 5 мм

Неизвестные:

  1. Скорость потока через отверстие
  2. Скорость потока после отверстия
  3. Давление за отверстием

Я знаю, что закон сохранения массы можно использовать для определения одного расхода на основе другого, но я не уверен, как получить расход через отверстие, и я также не уверен, как затем рассчитать давление падение, так как уравнение Бернулли, с которым я знаком, предсказывает увеличение давления из-за уменьшения скорости потока.

Я не вижу, в чем проблема. Уравнение Бернулли должно быть адекватным для этой задачи.
Уравнение @Chet Бернуллиса предсказывает, что давление в трубе сразу за отверстием увеличивается из-за меньшей скорости. Это не имеет смысла для меня.
Извините за это, но для замедления скорости потока вам нужно более высокое давление ниже по течению. На самом деле вам нужно применить уравнение Бернулли дважды, один раз для потока через отверстие, а другой раз для потока, продолжающегося вниз по трубе.

Ответы (3)

Решение

Мне пришлось использовать отверстие диаметром 1 мм вместо 5 мм, иначе потеря давления была бы слишком большой.

Редактировать: нашел решение этого, которое состоит в том, чтобы заново вывести уравнение Бернулли из сохранения энергии. Путаница в исходном уравнении Бернулли связана с тем, что масса сокращается, тогда как в этой задаче ее быть не должно.

Уравнение Бернулли выводится из закона сохранения энергии для потока несжимаемой жидкости. Не существует такой вещи, как оригинальное уравнение Бернулли (акцент на оригинальном ). Возможно, вместо этого вы имеете в виду УПРОЩЕННЫЙ, а не оригинальный. Чтобы завершить это теперь, когда у вас есть ответ, люди также могут быть признательны, если вы опубликуете изображение своей системы, анализ, который вы сделали, и ответ, который вы, наконец, нашли.
Извиняюсь за подбор слов. Я напишу решение, как только вернусь домой.

Уравнение Бернулли должно быть применено к потоку в целом. Его нельзя применить к отдельным частям потока. Если вы разделите поток на два подпотока, сумма всех энергий двух подпотоков будет равна энергии исходного потока. Поскольку трубка горизонтальна, мы можем пренебречь потенциальной энергией гравитации. Таким образом, мы имеем это

м 0 ( в 0 2 + п 0 р ) "=" м 1 ( в 1 2 + п 1 р ) + м 2 ( в 2 2 + п 2 р )

где в 0 - скорость перед отверстием, в 1 - скорость в трубе после отверстия, а в 2 - скорость жидкости, вытекающей из отверстия, аналогично для п 0 , п 1 , п 2 , и м 0 , м 1 , м 2 - веса, представляющие относительные массы потоков.

Как ваше уравнение может быть верным? Разве вам не нужно учитывать различные массовые потоки каждого потока, как я сделал выше ранее?
Конечно, вы бы. Этот ответ неверен.
@Hni Хороший вопрос. При одном потоке массы уравновешиваются, а при двух приходится их учитывать.
Как рассчитать ожидаемую скорость утечки через отверстие и падение давления из-за этой утечки?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v