Соотношение емкостей в унитазе

FreeKill

Господа физики (наверное)!
Есть следующая задача, нужная мне для философских исследований. Имеется унитаз. В нем имеется три емкости: V_1 (бачок V_2 (условно - лужица V_3 (емкость внутри трубы, ну, в самом низу). Надо найти соотношение между V_1, V_2, V_3 и скоростью вытекания воды из бачка (размерность V/t чтобы дерьмо (пардон) смылось. Скорее всего, для этого нужна полная замена воды в V_3, но достаточно быстрое, чтобы дерьмо не успело всплыть. Да, все плотности пускай будут известны, но хотелось бы обойтись без них. Впрочем, можно и с ними. Понятно, что величиной V_2 скорее всего можно пренебречь. При этом интересно, как меняется V_2 в зависимости от V_1 и скорости смывания.
Короче, нужны всякие физические аспекты этого явления, если кто-то может помочь, буду оч. благодарен.

ibshmar

Ветка объявлена автором тематической. Весь флуд здесь будет удаляться.

kles

Думаю необходимо компьютерное моделирование ибо слишком мало данных, как-то геометрия толчка, завихрения учитывать всякие и т.д. тут физики наверное бессильны, хотя они могут поставить много опытов

shag

Думаешь, физики только опыты ставят? Отнюдь нет!

Hrog

ИМХО, надо еще знать сечение трубы (которая объем V3) и геометрию, простите, смываемого объекта.

FreeKill

интересует всего лишь напор воды такой, чтобы смываемый объект затонул безвозвратно.
можно считать, что он уже находится в нижней части.
и вообще, точных оценок не надо, хотя бы самые приблизительные.

Hrog

вряд ли ты дождешься вразумительных ответов. Гидродинамика - это такая наука, где большинство законов эмпирические, и задачи их так просто на коленке не посчитаешь. Гораздо проще поставить серию экспериментов.

shag

надо еще знать ... геометрию ... смываемого объекта
Боишься проявления эффекта крыла?

Hrog

Всё бывает
З.Ы. Хватит флудить

shag

Да не, считается это всё без проблем, поверь. Я в силу специализации довольно близко к этому стою. Но эксперименты всё равно нужны, чтоб знать, что должно получиться

Hrog

И я про то же
Ведь численно это будут всё модели... И отклонение реальности от модели на пару каких-нибудь там процентов, даст расхождение в результатах на пару каких-нибудь порядков

В гидродинамике только объясняют, а не предсказывают...

FreeKill

и вообще, если так народ смущается, можно считать, что мы пенопласт смываем.
Пофиг.

shag

На самом деле, аналитически описать этот процесс -- пара пустяков. Записываешь уравнение Навье-Стокса и неразрывности. Плюс граничные и (если есть) начальные условия. Вот только нет гарантий, что современный математический аппарат поможет это все решить.

beerukoffa

Современный математический аппарат пока даже не может доказать существование гладких решений.

Hrog

описать-то ты опишешь, но никогда не решишь... если только численно, потратив туеву мошну времени, и с огромными ошибками, и решение ну никак не будет соотносится с экспериментом

FreeKill

ну хотя бы опишите... записать дифур для меня будет уже хорошо.

shag

Об том и речь
Как хорошо, что мы поняли друг друга!

Hrog

ну давай, описывай
ты же к воде бОльшее отношение имеешь

shag

Я имею к ней непосредственное значение, надо сказать. Однако в силу деградации меня как студента я этого сделать не смогу, наверное.:( Или смогу, но мне для этого поднатужиться нехило придется. Да так ломает!

viktor-69

Интересно, а какая форма? Или тебе надо самую простую модель? (например для шара)

shag

Для шарика решение уже известно и довольно простое. Его можно попытаться найти в каком-нибудь Ландау-Лившице "Гидродинамика"

viktor-69

Ну так о том и речь, тут вроде не принципиально. А для произвольной формы - хер решишь

shag

для произвольной формы - хер решишь
Золотые слова!
Примерно такими же словами завершила одну из лекций наша преподователь по МСС (механике сплошных сред)

shag

По большому счету, можно решать для какого-нибудь кирпича, кардинальные отличия будут заключаться только в том, что какашка из-за своей непростой формы кувыркаться в потоке начнет.

FreeKill

ну давайте для шара. так еще лучше будет.
итак.
шарик диаметром примерно половину круглой в сечении трубы. Почти абсолютно плавучий (то есть очень маленькой плотности). с каким напором должна бежать вода, чтобы увлечь его за собой в изгиб этой самой трубы? Сколько нужно для этого воды (потому что если воды мало, то, каков бы ни был напор, шарик не утонет). В течение какого времени это произойдет.
Вот и все, что мне надо

FreeKill

короче, форма такая, что смывание максимально затруднено.

shag

Блин, у меня книжки умной нет, где уравнение написано, а лекции где-то проимелись

beerukoffa

Не совсем по теме, но уравнения там есть ftp://vvx.hackers/Media/fea-friedlander.pdf

FreeKill

ладно. понятно, что десятилитрового бачка на польора литра приемника хватит. при любой форме и любой разумной плотности. понятно также, что поллитра не хватит никак. хотелось бы примерной оценки.

FreeKill

спасибо, посмотрю, скачаю.

viktor-69

Ну по очень грубой оценке (на коленке где-то двойного объема должно хватать.

FreeKill

Спасибо!
Ты правда считал, или совсем уж умозрительно прикинул?

vodes5311

Да, а если скорость слива полмиллилитра в год?

vodes5311

Тебе надо сформулировать критерий затопления объекта, причем критерий должен включать в себя время, тогда с точноостью до константы формула вычисляется по теории размерности, а константа определятеся из эксперимента.

viktor-69

Предполагал, что бак расходуется за 5 секунд.

FreeKill

да, а я этого сделать как раз не могу

viktor-69

Прикидка очень грубая, почти вся в уме. Считать более менее точно - нужно время. Короче я сейчас слегка занят, а на досуге посмотрю, может я совсем лажу спорол.

vodes5311

Хм, а без этого не фига не сделаешь: т.к. сам понимашь, что при разных критериях затопления ответы будут ну очень разные.

FreeKill

критерий-то прост: погружение, скажем, до изгиба этой трубы, то есть на пару диаметроввода его утопить должна.

Dachurka

Щас тебе эти нерюхи насоветуют. вообще пальцы кинул, типа тут Навье-Стокса записал и порядок. Только я что-то не видел, чтобы хоть кто-нибудь из пальцекидов задачу поставил.

Limonka79

Если эту задачу нормально поставить, то на этом она и закончится, остальное дело компьютера. :-

Dachurka

В том то и дело, что ее по нормальному и не поставишь.

Limonka79

Поставишь, но это тема(постановка+решение как минимум, курсовой. Хотя не уверен, конечно.

a100163

Думаю, суммарного импульса, энергии (слитой воды и того, что смывается) должно хватить на ... проталкивание части воды вглубь до того места, откуда не возвращаются, поднятие уровня воды в трубе(зависит от скорости протекания в трубе кстати эта вода потом еще поможет...

shag

вообще пальцы кинул
Ну ты бы посмотрел десятком-другим постов выше, что я написал. Собственно, и содержится объяснение, почему я не берусь ставить задачу.
Посты до конца читать надо. Особенно если на них ответить берешься.

Dachurka

Если поставишь, то это будет уже не та задача. Да и "шарик" не является твердым телом, а является он дерьмом. Вообщем, задачка не для студентов.

shag

Говорю как человек, неоднократно списовавший решения подобных задач : аналитическое решение для шарика существует и оно несложное. Для куска говна затруднения будут в краевых условиях (из-за замысловатой формы и из-за того, что оно на более мелкие куски развалиться может). Вот.

Dachurka

Ну и сколько у тебя воды утечет, прежде чем шарик в дырку провалится?

shag

Ты думаешь, я их помню? Речь шла о том, что задача решаемая. Причем примерно известно каким способом. Так что можешь считать, что я ушел от ответа

Dachurka

>Говорю как человек, неоднократно списовавший решения подобных задач
А в этих задачах турбулентность учитывалась?

viktor-69

Слышь, кончай тут пальцы кидать на счет решения с турбулентностью. Тут не требуется максимальное соответствие механике системы. Задача вообще ради аналогии была поставлена.

shag

А в этих задачах турбулентность учитывалась?
Нет, не учитывалось. Движение жидкости было ламинарным, сама жидкость несжимаема. Если еще учитывать турбулентность, то вообще хрен разгребешься, ответа конкретного не будет, можно будет только вероятностные характеристики получить.

shag

Ради странноватой, стоит заметить, анологии.

viktor-69

Ну это не ко мне.

Dachurka

Решать задачу без учета турбулентности не имеет смысла, т.к. результаты (если они будут получены) совсем не будут согласовываться с экспериментом.

shag

Да, мы со это уже обсуждали.

a100163

БА, если скорость воды в трубе маленькая, то все всплывет и ничто никуда не денется, короче критерий смывания должен включать в себя опр скорость протекания в трубе, а вопрос сколько воды нужно, чтобы смыть и точка некорректен.
На проталкивание воды в трубе, думаю, не стоит тратить энергию и импусьс смываемого, она проталкивается засчет повышения уровня в верхней части трубы

shag

Боюсь, с турбулентностью эту задачу вообще не решить. Да и не так сильно результаты будут отличаться. Дело в том, что характерные масштабы турбулентности будут поменьше куска говна, так что роли особенной не будут играть.

Dachurka

Если уровень воды повышается, то сила Архимеда будет больше, и дерьмо ээ пардон шарик устремится к звездам.

a100163

Да, но когда смываемое будет на границе зоны невозвращения, а общий уровень выше нормального, то ... может все же и нет помощи от этого возвышенного уровня...
Или как там обычно пишут в конце дисера: "А фиг его знает"

Dachurka

Вообще забудь об уровне. Здесь же не статика. Вокруг все бурлит. Давление скачит. И вообще, смывается не шарик, а объем воды, внутри которого находится (в положении неустойчивости) шарик. А объем воды постоянно меняет форму и активно перемешивается с другой водой.
Эта задача и академикам не по зубам.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: