Παράμετροι προσομοίωσης
Εξίσωση Bernoulli για ροή ρευστού μέσα σε σωλήναΜπατσακίδης Αθανάσιος - ΠΕ82Έκδοση 1.0.1
Αυτή η εφαρμογή προσομοιώνει το νερό που ρέει μέσω ενός σωλήνα με διάμετρο εισόδου Din=5 cm.
Μπορείτε να ρυθμίσετε το ύψος εξόδου (Δz), τη διάμετρο του σωλήνα εξόδου (Dout), την πίεση εισόδου (Pin) και την ταχύτητα εισόδου (uin) με τη βοήθεια των μεταβολέων που βρίσκονται στην δεξιά μεριά.
Επίσης, μπορείτε να επιλέξετε τα αποτελέσματα που θα εμφανίζονται πατώντας "Ιδιότητες ρευστού" ή "Ενέργεια".
Οι συνθήκες εξόδου υπολογίζονται χρησιμοποιώντας την εξίσωση του Bernoulli. Για να μάθετε περισσότερα σχετικά με την εξίσωση του Bernoulli, κάντε κλικ στο κουμπί "Θεωρία".
Η εξίσωση του Bernoulli είναι ένα ενεργειακό ισοζύγιο σταθερής κατάστασης. Δηλώνει ότι το άθροισμα της κινητικής ενέργειας, της δυναμικής ενέργειας και της πίεσης ενός ρευστού είναι σταθερά κατά μήκος μιας γραμμής ροής. Για ασυμπίεστη ροή, η εξίσωση του Bernoulli είναι: $$ \frac{ \rho u^{2} }{ 2 } + \rho gz + P = constant $$ όπου \( u \) είναι η ταχύτητα του ρευστού, \( g \) είναι η σταθερά της βαρύτητας (9.81 m/s2), \( P \) είναι η πίεση, και \( \rho \) είναι η πυκνότητα του ρευστού. Έτσι, οι ιδιότητες στην έξοδο του σωλήνα μπορούν να προσδιοριστούν δεδομένων των ιδιοτήτων της εισόδο:$$ \frac{ \rho u^{2}_{in} }{ 2 } + \rho gz_{in} + P_{in} = \frac{ \rho u^{2}_{out} }{ 2 } + \rho gz_{out} + P_{out} $$ Απαιτείται ισοζύγιο μάζας για την επίλυση \( u_{out} \). Η ογκομετρική παροχή είναι σταθερή επειδή το ρευστό θεωρείται ότι είναι ασυμπίεστο, που σημαίνει ότι η ταχύτητα επί το εμβαδόν διατομής παραμένει σταθερή:$$ \frac{ \pi D_{ in }^{ 2 } }{4} u_{in} = \frac{ \pi D_{ out }^{ 2 } }{4} u_{out} $$ όπου \( D_{i} \) είναι η διάμετρος του σωλήνα. Η επίλυση για την ταχύτητα του ρευστού στην έξοδο είναι, $$ u_{out} = u_{in} \frac{ D^{2}_{in} }{ D^{2}_{out} } $$
1. Τι συμβαίνει στην ταχύτητα εξόδου όταν αυξήσουμε την διάμετρο D του σωλήνα;
2. Η αλλαγή ύψους Δz τι επίπτωση έχει στην πίεση εξόδου Pout ;
3. Όταν η διάμετρος σωλήνας εξόδου Pout είναι ίδια με την διάμετρο σωλήνας εισόδου Pin και αυξήσουμε το ύψος Δz τι συμβαίνει στην ταχύτητα εξόδου uout ;
4. Όταν η διάμετρος σωλήνας εξόδου Pout είναι ίδια με την διάμετρο σωλήνας εισόδου Pin και αυξήσουμε το ύψος Δz τι συμβαίνει στην Κινητική Ενέργεια του ρευστού; Η Δυναμική Ενέργεια μεταβάλεται;