عاجل جدًا، أريد حلًا لمعرفة كيفية تغير سرعة التدفق في أنابيب ذات نفس القطر تحت ضغوط مختلفة
Thread Content
من خلال المعادلة F=ma، نحصل على P=F/S = kg·m/s² ÷ m² = kg/m·s²، أما السرعة v فهي m/s. من هذا المنظور، لا يوجد علاقة ضرورية بينهما، لكن في الحياة العملية، يبدو أنه عند نفس قطر الأنبوب وتحت ضغط 10 كيلوغرامات، فإن سرعة تدفق السائل تكون أسرع مقارنةً بضغط 2 كيلوغرامات ؟ ؟ ؟
يجب أن تكون سرعة التدفق أعلى عندما يكون الفرق في الضغط بين الجانبين كبيرًا. حتى مع ضغط 10 كجم، إذا لم تفتح الصمام للسماح بمروره، فلن يتدفق أبدًا ； عند ضغط 2 كجم، أفلته، مثلاً بتصريف الهواء، ويمكن أن تكون سرعة التدفق أيضاً.
هل فهمك هو أنه في نفس قطر الأنبوب، كلما زاد الفرق في الضغط، زادت سرعة التدفق؟ لم أتمكن أبدًا من العثور على معادلة توفر دعمًا نظريًا لهذا؟
في الحالة المثالية، لا يوجد أي مقاومة في الأنابيب، وبالتالي، في غياب فرق الضغط، سيظل الماء يتحرك بنفس السرعة التي كان عليها في الأصل. لكن في الحياة الواقعية، توجد مقاومة في الأنابيب، لذا نحتاج إلى استخدام أجهزة ضغط مثل المضخات الدورانية لخلق فرق في الضغط بين السوائل، وبذلك التغلب على هذه المقاومة. إذا كان هناك ضغط فقط، مثل جميع أنظمة المياه الدائرية، فإن الماء لا يتدفق عندما لا تعمل المضخات. وعلى الرغم من أن الضغط في الجزء السفلي كبير، إلا أنه لا يوجد فرق ضغط بين الأنابيب، أو أن الفرق في الضغط غير كافٍ لمقاومة قوة الجاذبية، ولذلك لا يمكن للماء أن يتحرك. لا يمكن للسائل أن يتدفق داخل الأنبوب إلا في وجود فرق ضغط. لكن لا يمكن القول إنه كلما كان الفرق في الضغط كبيرًا، كانت سرعة التدفق أسرع؛ فسرعة التدفق ترتبط بفقدان الضغط (مثل خشونة الأنابيب نفسها، وعدد المنعطفات، ولزوجة السائل، إلخ)، بالإضافة إلى مساحة مجرى الأنابيب والفرق في الارتفاع. مع بقاء الظروف الأخرى كما هي، كلما زاد الفرق في الضغط، زادت سرعة التدفق، لكن ذلك ليس بشكل طردي.
أنابيب DN100، وسائط بخارية بضغط 1.0 ميجا باسكال، بمعدل تدفق 20 مترًا مكعبًا في الساعة، وبخار بضغط 0.2 ميجا باسكال أيضًا بمعدل تدفق 20 مترًا مكعبًا في الساعة، هل يمكن أن يختلف معدل التدفق؟ معدل التدفق طبعًا واحد، أما الضغط فهو مختلف، لكن معدل التدفق الكتلي مختلف.
الحساب باستخدام القانون الثاني لنيوتن، ثم تحديد العلاقات من خلال الوحدات، لا يمت بأي صلة إلى أساس علمي. أما بالنسبة لتأثير الفرق في الضغط على طرفي الأنبوب على سرعة التدفق، فيمكن تحديده باستخدام معادلة برنولي
انظر إلى معادلة برنولي وسوف تعرف
طاقة الضغط + طاقة السرعة + طاقة الموضع = ثابت. عندما تقل طاقة الضغط، فإن طاقة السرعة ستزداد حتمًا.
معادلة برنولي: النصر:
نظرت حولي، لكنني ما زلت مرتبكًا. إذا تم تحويل ذلك إلى الوحدات المعتادة، سيكون من الأسهل فهمه