Cześć chłopaki, próbuję zrozumieć pojęcie presji. Czy istnieje różnica w charakterze ciśnienia statycznego między zbiornikiem (system zamknięty) a przepływem w rurze (system otwarty)? Jeśli wykonujesz pracę nad ruchomym tłokiem, zwiększasz zderzenia cząstek na ściankach, wzrasta ciśnienie i gęstość. Jeśli zmniejszysz średnicę rury, czy nie jest to to samo, co w poprzednim przykładzie? Objętość byłaby mniejsza, cząstki zderzałyby się częściej, gęstość też by wzrosła, prawda? I tu pojawia się ciśnienie dynamiczne… fakt, że istnieje przepływ, powoduje, że mniejsza objętość skutkuje niższym ciśnieniem statycznym zamiast wyższym, jak w przypadku zamkniętego pojemnika.
Dziękuję
Jak średnica wpływa na ciśnienie w przepływie?
Otrzymałeś(aś) rozwiązanie do zamieszczonego zadania? - podziękuj autorowi rozwiązania! Kliknij
-
janusz55
- Fachowiec
- Posty: 1551
- Rejestracja: 01 sty 2021, 09:38
- Podziękowania: 2 razy
- Otrzymane podziękowania: 409 razy
Re: Jak średnica wpływa na ciśnienie w przepływie?
Presja jest pojęciem psychologiczno - socjologicznym - nie fizycznym.
Zakładamy, że w układzie zamkniętym i otwartym mamy ciecz.
Ciśnienie stastyczne \( p \) cieczy nielepkiej, nieściśliwej w polu grawitacyjnym Ziemi w układzie zamkniętym jest funkcją jej gęstości \( \rho \) i składowej potencjału \( V = g\cdot z, \\ p = -\rho \cdot g \cdot z \ \ (*) \) Gdy ciecz znajduje się w układzie otwartym,wtedy na powierzchni cieczy ciśnienie jest stałe i równe ciśnieniu atmosferycznemu \( p_{0} \)Jeśli ponadto swobodna powierzchnia cieczy znajduje się na wysokości \( z = h,\) to \( p_{0} = -\rho\cdot g\cdot h \) czyli ciśnienie statyczne \( p = p_{0}+ \rho \cdot g \cdot(h - z) \ \ \)
Ciśnienie dynamiczne takiej cieczy (jest funkcją gęstości i kwadratu prędkości \( \frac{\rho\cdot v^2}{2} \) (znany wzór ze szkoły średniej). Gęstość cieczy określa jej masę przypadającą na jednostkę objętości. Jest miarą jej ciężkości, a nie jak niektórzy sądzą miarą- lepkości (płynności).
Gęstość zmienia się pod wpływem temperatury i ciśnienia. Wzrost ciśnienia powoduje wzrost gęstości przy zmniejszeniu (spadku) objętości. Wzrost temperatury powoduje zmniejszenie gęstości przy wzroście objętości.
Te zmiany gęstości są niezauważalne u ciał stałych, niewielkie u cieczy, zauważalne w gazach.
Wracając do Twojego rozumowania. Masz rację wzrost gęstości przy zmniejszeniu średnicy powoduje zmniejszenie objętości i zgodnie z równaniem (*) zmniejszeniem ciśnienia statycznego. Ale zamkniętość czy otwartość nie ma znaczenia, bo pojawia się tylko dodatkowy składnik w postaci ciśnienia atmosferycznego. Natomiast ma znaczenie w przypadku ciśnienia dynamicznego. W układzie otwartym ciśnienie dynamiczne proporcjonalne do gęstości i kwadratu prędkości jest większe niż w układzie zamkniętym.
Zakładamy, że w układzie zamkniętym i otwartym mamy ciecz.
Ciśnienie stastyczne \( p \) cieczy nielepkiej, nieściśliwej w polu grawitacyjnym Ziemi w układzie zamkniętym jest funkcją jej gęstości \( \rho \) i składowej potencjału \( V = g\cdot z, \\ p = -\rho \cdot g \cdot z \ \ (*) \) Gdy ciecz znajduje się w układzie otwartym,wtedy na powierzchni cieczy ciśnienie jest stałe i równe ciśnieniu atmosferycznemu \( p_{0} \)Jeśli ponadto swobodna powierzchnia cieczy znajduje się na wysokości \( z = h,\) to \( p_{0} = -\rho\cdot g\cdot h \) czyli ciśnienie statyczne \( p = p_{0}+ \rho \cdot g \cdot(h - z) \ \ \)
Ciśnienie dynamiczne takiej cieczy (jest funkcją gęstości i kwadratu prędkości \( \frac{\rho\cdot v^2}{2} \) (znany wzór ze szkoły średniej). Gęstość cieczy określa jej masę przypadającą na jednostkę objętości. Jest miarą jej ciężkości, a nie jak niektórzy sądzą miarą- lepkości (płynności).
Gęstość zmienia się pod wpływem temperatury i ciśnienia. Wzrost ciśnienia powoduje wzrost gęstości przy zmniejszeniu (spadku) objętości. Wzrost temperatury powoduje zmniejszenie gęstości przy wzroście objętości.
Te zmiany gęstości są niezauważalne u ciał stałych, niewielkie u cieczy, zauważalne w gazach.
Wracając do Twojego rozumowania. Masz rację wzrost gęstości przy zmniejszeniu średnicy powoduje zmniejszenie objętości i zgodnie z równaniem (*) zmniejszeniem ciśnienia statycznego. Ale zamkniętość czy otwartość nie ma znaczenia, bo pojawia się tylko dodatkowy składnik w postaci ciśnienia atmosferycznego. Natomiast ma znaczenie w przypadku ciśnienia dynamicznego. W układzie otwartym ciśnienie dynamiczne proporcjonalne do gęstości i kwadratu prędkości jest większe niż w układzie zamkniętym.