Berechnen Sie Liter Wasser, die bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Zeit durch ein Rohr geflossen sind

Question

Berechnen Sie Liter Wasser, die bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Zeit durch ein Rohr geflossen sind

amandanovaes

Es fällt mir wirklich schwer, die Antwort auf diese scheinbar einfache Frage zu bekommen! Ich habe an meinem Haus ein vertikales Rohr mit Querschnittsfläche A und Länge L. Das Rohr ist vollständig mit Wasser gefüllt. Am Boden des Rohres muss der Druck sein $L \cdot \text{water density} \cdot \text{gravity}$ , Rechts?

Wie berechne ich also wie viele $m^3$ (Kubikmeter) in beispielsweise 2 Sekunden aus dieser Röhre geflossen ist? Nehmen Sie der Einfachheit halber an, dass das Rohr kontinuierlich mit Wasser gefüllt wird, sobald es seinen Pegel sinkt, also nehmen Sie an, dass der Druck an der Düse (Boden des Rohrs) konstant ist.

Ich weiß, dass ich wahrscheinlich die Wasserviskosität und Reibung (vom Wasser zum Rohr) in der Formel verwenden muss, aber ich kann mir keine Formel dafür einfallen lassen.

Chet Miller

Der Druck an der Unterseite ist es nicht

ρ g L

$\rho g L$ . Dies gilt nur, wenn sich das Fluid im statischen Gleichgewicht befindet.

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Berechnen Sie Liter Wasser, die bei einem bestimmten Druck und einer bestimmten Zeit durch ein Rohr geflossen sind

Der Druck an der Unterseite ist es nicht $\rho g L$ . Dies gilt nur, wenn sich das Fluid im statischen Gleichgewicht befindet.

Chet Miller · Answer 1

Ein Kräftegleichgewicht auf dem Wasser (bei gleichmäßiger Strömung) ist dadurch gegeben

W = F

$W=F$ wobei W das Gewicht des Wassers und F die Wandreibungskraft ist. Dies reduziert sich auf

\frac{π D^{2} L}{4} ρ G = τ_{w} π D L

$\frac{\pi D^2L}{4}\rho g =\tau_w \pi D L$ oder

τ_{w} = \frac{ρ G D}{4}

$\tau_w=\frac{\rho g D}{4}$ Wo

τ_{w}

$\tau_w$ ist die Schubspannung an der Wand. Die Wandschubspannung wird über den Fanning-Reibungsfaktor f mit der Fluidgeschwindigkeit in Beziehung gesetzt:

τ_{w} = \frac{1}{2} ρ v^{2} F

$\tau_w=\frac{1}{2}\rho v^2f$ Der Fanning-Reibungsfaktor bezieht sich auf die Reynolds-Zahl des Fluidflusses und den Rauigkeitsfaktor der Rohroberfläche

ϵ / D

$\epsilon/D$ mittels der Fanning-Reibungskorrelation (in der Literatur verfügbar)

F = F (R e, \frac{ϵ}{D})

$f=f\left(Re,\frac{\epsilon}{D}\right)$ Wo

R e = \frac{ρ v D}{μ}

$Re=\frac{\rho v D}{\mu}$ mit

μ

$\mu$ die Flüssigkeitsviskosität darstellt.

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amandanovaes

Chet Miller

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Chet Miller

amandanovaes

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