รีบด่วนมาก ขอคำตอบเกี่ยวกับการเปลี่ยนแปลงของอัตราการไหลของของเหลวในท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน แต่มีความดันที่แตกต่างก
Thread Content
จากสูตร F=ma แล้ว P=F/S = kg·m/s² ÷ m² = kg/m·s² ส่วนความเร็ว v นั้นคือ m/s ดูจากนี้แล้ว ทั้งสองอย่างนี้ไม่มีความเกี่ยวข้องกันโดยตรง แต่ในชีวิตจริงกลับรู้สึกว่า สำหรับท่อที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางเท่ากัน ภายใต้แรงดัน 10 กิโลกรัม อัตราการไหลของของเหลวจะเร็วกว่าเมื่ออยู่ภายใต้แรงดัน 2 กิโลกรัมใช่ไหม? ？ ？ ？
น่าจะเป็นกรณีที่ความแตกต่างของความดันระหว่างด้านหน้ากับด้านหลังสูง จะทำให้ค ถึงจะมีแรงดัน 10 กิโลกรัม แต่ถ้าคุณไม่เปิดวาล์วให้มันไหลออกมา มันก็จะไม่ไหลออกมาอยู่ดี ； ความดัน 2 กิโลกรัม ถ้าคุณปล่อยมันไป เช่น ปล่อยให้มันระบายออก อัตราการไหลก็จะเป็นไปตามนั้นเช่นกัน
ความเข้าใจของคุณก็คือ ที่ขนาดท่อเท่ากัน ยิ่งความแตกต่างของความดันสูงเท่าไร อัตราการไหลก็จะยิ่งเร็วขึ้นใช่ไหม? ฉันหาสูตรที่สามารถสนับสนุนทฤษฎีนี้ได้ไม่เจอเลย?
ในสภาวะที่เหมาะสม ท่อจะไม่มีแรงต้านใดๆ ดังนั้น เมื่อไม่มีความแตกต่างของความดัน น้ำก็จะยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วเดิมต่อไป แต่ในชีวิตจริง ท่อต่างๆ มักมีแรงต้าน ดังนั้นเราจึงจำเป็นต้องใช้อุปกรณ์สร้างแรงดัน เช่น ปั๊มหมุนเวียน เพื่อสร้างความแตกต่างของแรงดันระหว่างของไหลต่างๆ ซึ่งจะช่วยให้สามารถเคลื่อนที่ทะลุแรงต้านไปได้ หากมีเพียงแรงดันเท่านั้น ก็เหมือนกับน้ำในระบบหมุนเวียนทั่วไป ตอนที่ไม่มีการสูบน้ำ น้ำก็จะไม่ไหล แม้ว่าความดันที่ก้นถังจะสูงมาก แต่ระหว่างท่อต่างๆ ก็ไม่มีความแตกต่างของความดัน หรือความแตกต่างของความดันนั้นก็ไม่เพียงพอที่จะต้านทานแรงโน้มถ่วงได้ ดังนั้นน้ำจึงไม่สามารถไหลได้ ของเหลวในท่อจะสามารถไหลได้ก็ต่อเมื่อมีความแตกต่างของความดันเท่านั้น แต่ก็ไม่สามารถบอกได้ว่ายิ่งความแตกต่างของความดันสูง อัตราการไหลก็จะยิ่งเร็ว เพราะอัตราการไหลนั้นขึ้นอยู่กับความสูญเสียความดัน (ความขรุขระของท่อ จำนวนจุดเลี้ยว ความหนืดของของไหล เป็นต้น) พื้นที่ในการไหลของท่อ และความแตกต่างของระดับความสูงด้วย ภายใต้สภาวะอื่นๆ ที่ไม่เปลี่ยนแปลง ความแตกต่างของความดันยิ่งมากเท่าไร อัตราการไหลก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แต่ก็ไม่ใช่ในอัตราส่วนที่เท่ากันเสมอไป
ท่อขนาด DN100 โดยใช้ไอน้ำที่มีความดัน 1.0 MPa ปริมาณการไหล 20 m³/ชั่วโมง และใช้ไอน้ำที่มีความดัน 0.2 MPa ก็ปริมาณการไหล 20 m³/ชั่วโมงเช่นกัน แบบนี้ความเร็วการไหลจะแตกต่างกันได้หรือไม่? อัตราการไหลย่อมเท่ากัน แต่ความดันไม่เท่ากัน ส่วนอัตราการไหลของมวลนั้นจะแตกต่างกันไป
การคำนวณโดยใช้กฎข้อที่สองของนิวตัน แล้วนำหน่วยมาใช้เพื่อวิเคราะห์ความสัมพันธ์นั้น ถือเป็นวิธีที่ไม่มีหลักการทางวิทยาศาสตร์รองรับเลย ส่วนผลกระทบของความแตกต่างของความดันที่ปลายทั้งสองข้างของท่อต่ออัตราการไหลนั้น สามารถใช้สมการของเบอร์นูลลีในการพิจารณาได้
ลองดูสมการของเบอร์นูลลีแล้วคุณก็จะรู้เอง
พลังงานความดัน + พลังงานความเร็ว + พลังงานศักย์ = ค่าคงที่ เมื่อพลังงานความดันลดลง พลังงานความเร็วก็จะเพิ่มขึ้นโดยอัตโนมัติ
สมการของเบอร์นูลลีนะ: victory:
มองไปรอบๆ แล้วก็ยังสับสนอยู่ดี. ถ้าแปลงเป็นรูปแบบที่ใช้กันทั่วไป ก็จะเข้าใจได้ง่ายขึ้น