Meine Frage ist, wie hoch wäre der Druckanstieg aufgrund des Wasserfalls von einer bestimmten Höhe auf ein teilweise gefülltes Rohr?
Um es deutlicher zu machen, ein Überkopftank ist mit einem Rohr verbunden und das Rohr wird im unteren Bereich, wo sich ein Sattel in der Ausrichtung befindet, mit Wasser gefüllt. Die Falltiefe von der Spitze des Rohrs bis zum aufgefüllten Teil beträgt etwa 20 m. Lassen Sie das Wasser, das in das Rohr aus dem Überkopftank fließt, q Liter/Sekunde betragen und lassen Sie den Durchmesser. des Rohres ist d mm. Der Wasserfluss in dieser 20 m langen Strecke ist zunächst ein freier Fall, genau wie ein Wasserfall, dh. es folgt in dieser Reichweite nicht den Strömungseigenschaften des Rohrs.
Sobald das Rohr vollständig mit Wasser gefüllt ist, würde der Druck 20 m Wassersäule betragen. Aber in diesem Fall, dh. Was wäre der Druck (oder Druckanstieg) des freien Falls?
Zunächst einmal: Willkommen Ahamad!
Ich werde keine vollständige Antwort geben, aber einige Hinweise, wie man zu dem Ergebnis kommt. Wie Sie vielleicht wissen, die Kraft auf das Wasser im Rohr ausgeübt wird . Das bedeutet, dass die auf die Wasseroberfläche im Rohr wirkende Kraft die infinitesimale Änderung des Impulses in einer infinitesimalen Zeitspanne ist. Der Druck auf das Wasser wird (die Kraft dividiert durch die vom Rohrumfang umschlossene Fläche). Nehmen wir an, dass der gesamte Impuls in Druck umgewandelt wird (der auf die Oberfläche und damit auf den Boden des Rohrs ausgeübt wird).
Berechnen wir können die Impulsänderung von berechnen Liter Wasser (Gewicht ca ) in einer Sekunde (was dasselbe ist wie wegen des Dauerstroms) und unter Berücksichtigung der als Punktmasse beim Auftreffen auf die Oberfläche (natürlich der Abstand von ist in Wirklichkeit vermindert, wenn auf das Wasser im Rohr gefallen ist, aber auf diese Weise können wir berechnen ).
Wir können die Gleichung verwenden um die Zeit zu berechnen, die es braucht, wenn , danach können wir verwenden um die Geschwindigkeit zu berechnen , und damit die Impulsänderung in einer Sekunde, was dasselbe ist wie .
Je mehr Wasser in das Rohr eingedrungen ist, desto geringer ist der Druck, den das fallende Wasser auf die Oberfläche ausübt (weil es über eine geringere Entfernung fällt), bis er bei gefülltem Rohr Null ist. In diesem Fall trägt nur das Gewicht des Wassers bei zum Druck.
Der einzige Druck kommt also zunächst vom fallenden Wasser (und dem anfänglich vernachlässigbaren kleinen Wasser dort), danach steigt der Druck des Wassers am Boden des Rohrs um die zunehmende Wassermenge im Rohr und den Druck durch das fallende Wasser verursacht wird, nimmt ab, weil es weniger weit fällt. Eine genauere Berechnung ergibt den Gesamtdruck bei steigendem Wasserstand. Versuchen!
Wasserdruck berechnen. Es ist 2,33 ft pro 1 psi Druck. Wenn Sie die Höhe in Fuß mit 0,433 multiplizieren, erhalten Sie psi. Ungefähr 20 m = 65 Fuß 65 Fuß x 0,433 = 28,3 psi
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