Druck in einem geschlossenen Tank

Ich versuche diese Aufgabe zu lösen:

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wo ich v1 finden muss, die Geschwindigkeit am Austrittspunkt des Lochs.

Ich weiß, dass ich die Bernoulli-Gleichung anwenden kann. Meine Frage ist, was ich als Druck bezeichnen soll. Ich dachte daran, die Gleichung so zu schreiben:

P 0 + 1 2 ρ v 1 2 = P + 1 2 ρ v 2 2

Doch in meinem Lehrbuch steht geschrieben:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Warum fügen sie die Begriffe mit hinzu j 2 Und j 1 ? Das hätte ich gedacht ρ G j 2 ist der Druck im Boden, nicht in der Oberfläche. Und muss der Druck in Punkt 1 nicht einfach der atmosphärische Druck sein, P 0 ?

Bernoulli ist eine Energieerhaltungsgleichung. Die potentiellen Energien ρ G H entlang der Stromlinie müssen berücksichtigt werden.
Der Tank scheint geschlossen zu sein, ich glaube nicht, dass P der atmosphärische Druck ist

Antworten (2)

ρ G j 1 Und ρ G j 2 bezeichnen die potentielle Energie der Flüssigkeit. Dies ist wichtig, da die beiden Punkte nicht auf derselben Ebene liegen. Punkt 2 hat ein höheres Potential als Punkt 1 (deshalb fließt Flüssigkeit von 2 nach 1). Außerdem ist der Außendruck an Punkt 1 und Punkt 2 gleich dem atmosphärischen Druck und sie heben sich auf.

Der Autor hat seinen Tankdruck-Referenzpunkt auf den Tankboden bezogen, was meiner Meinung nach mathematisch korrekt, aber physikalisch schwieriger zu interpretieren ist. Eine andere Möglichkeit, die Bernoulli-Gleichung für dieses Problem zu formulieren, besteht darin, nur die Höhe der Flüssigkeit über dem Loch zu berücksichtigen, was ergibt:

P + ρ G H = P 0 + 1 2 ρ v 1 2 , Wo P 0 Atmosphärendruck ist. Beachten Sie, dass es keine gibt 1 2 v 2 2 Term auf der linken Seite dieser Gleichung, weil die Kontinuitätsgleichung befolgt werden muss, und die Annahme für diese Art von Problem ist die A 2 ist so viel größer als A 1 Das v 2 nähert sich Null und kann ignoriert werden.

Seit H = j 2 j 1 , ergibt eine Substitution

P + ρ G ( j 2 j 1 ) = P 0 + 1 2 ρ v 1 2 , was dem entspricht, was der Autor geschrieben hat.