Мой вопрос в том, что будет повышение давления из-за падения воды с определенной высоты в частично заполненную трубу?
Для большей наглядности верхний резервуар соединен с трубой, и труба заполняется водой в нижнем участке, где в створе имеется седловина. Глубина падения от верха трубы до насыпной части около 20м. Пусть вода, вытекающая по трубе из напорного бака, составляет q литров в секунду, а диам. трубы d мм. Поток воды на этом 20-метровом участке изначально представляет собой свободное падение, как и водопад, т.е. он не соответствует характеристикам потока в трубе на этом участке.
После того, как труба будет полностью заполнена водой, давление будет 20 м водяного столба. Но в этом случае, т.е. свободного падения, каково будет давление (или повышение давления)?
Прежде всего: Добро пожаловать, Ахамад!
Я не собираюсь давать полный ответ, но некоторые подсказки, как прийти к результату. Как известно, сила действует на воду в трубе . Это означает, что сила, действующая на поверхность воды в трубе, представляет собой бесконечно малое изменение количества движения за бесконечно малый промежуток времени. Давление на воду становится (сила, деленная на площадь окружности трубы). Предположим, что весь импульс преобразуется в давление (воздействующее на поверхность и, следовательно, на дно трубы).
Вычислять мы можем вычислить изменение импульса литр воды (весом около ) за одну секунду (что совпадает с из-за постоянного потока) и учитывая как точечная масса при достижении поверхности (конечно, расстояние на самом деле уменьшается, если упал на воду в трубе, но таким образом мы можем вычислить ).
Мы можем использовать уравнение вычислить время, которое потребуется, если , после чего мы можем использовать для расчета скорости , и, таким образом, импульс изменяется за одну секунду, что совпадает с .
Чем больше воды вошло в трубу, тем меньше давление, оказываемое падающей водой на поверхность (поскольку она падает на меньшее расстояние), до тех пор, пока оно не станет равным нулю, когда труба заполнена, и в этом случае вносит вклад только вес воды. к давлению.
Таким образом, первоначально единственное давление исходит от падающей воды (и воды вначале там немного, чем можно пренебречь), после чего давление воды на дно трубы увеличивается за счет увеличения количества воды в трубе, а давление вызванное падающей водой уменьшается, потому что она падает на меньшее расстояние. Более тщательный расчет покажет общее давление, если уровень воды поднимется. Пытаться!
Для расчета давления воды. Это 2,33 фута на 1 фунт на квадратный дюйм давления. Если вы умножите высоту в футах на 0,433, вы получите psi. Примерно 20 м = 65 футов 65 футов x 0,433 = 28,3 фунтов на квадратный дюйм
грабить