Как решить физическую задачку

Sergo1

Имеется резервуар (объемом V) с водой, к которому подсоеденен насос. Он перекачивает воду с напором (скоростью) FR л/мин (мл/с, барелей в день, не важно).
Сверху у резервуара труба (отверстие) диаметром D.
Какого диаметра должно быть отверстие чтобы в резервуаре не образовывался вакуум при перекачке с определенной скоростью?
Ну или какая должна быть скорость потока (Flow Rate, FR, не знаю как правильно обозначают чтобы не было вакуума в резервуаре при определенном диаметре отверстия в трубе?
Если задачка очень проста, то скажите плиз как изменится формула, если вместо воды будет другая жидкость с известной плотностью и прочими данными.?
Спасибо

toxin

А куда денется воздух, который сейчас в резервуаре? И вообще откуда в резервуаре берется вода, если ее выкачивают с постоянной скоростью?

Damrad

 с любой скоростью можешь воду выкачивать и дырку любого диаметра. только в трубе ураган будет

Sergey79

не образовывался вакуум
даже если ты заткнешь дыру сферу, вакуума все равно не будет

Valeryk

насколько я понял задача не теоретическая, а практическая. То есть требуется расчитать, чтобудет на практике, а не в теории. Однозначно, должен существовать минимальный диаметр трубы.

Sergo1

ммм...
если проткнуть иголкой низ бутылки от кока-колы и пить словно впервые взасос целуешься, то пластмассовая бутылка сожмется... А если сделать наркоманскую дырку на дне - в таком случае не будет прогибаться бутылка. Так вот вопрос заключается в том на сколько большую дырку нужно проткнуть, или на сколько сильно можно высасывать содержимое.
Надеюсь сейчас более понятно. Если я только запутал этим объяснением, то пропустите мимо.
К вопросу откуда берется вода - самотеком из канализации. Но при решении данной задачи на данном этапе считаем, что вода как и кока кола ни откуда не подается, она просто там есть.

Sergey79

не будет прогибаться бутылка
будет, но меньше. Здесь нет триггера, здесь есть плавное падение давления.

kaygorod

Я думаю, что вопрос не в вакууме, а в том, чтобы сильно не падало давление над жидкостью. Т.е. воздух через трубу диаметром D должен поступать быстрее, чем будет падать уровень воды.
ИМХО от замены воды на что-нибудь еще ничего не изменится, т.к. скорость падения уровня определяется насосом.
Кстати, труба и дырка диаметром D - разные вещи. Укажи еще длину трубы L.

MyAmI


допустить все возможные упрощения (например решать вообще одномерную задачу с заменой дырки на проницаемую стенку) и все

svetik5623190

Ну или какая должна быть скорость потока (Flow Rate, FR, не знаю как правильно обозначают чтобы не было вакуума в резервуаре при определенном диаметре отверстия в трубе?
Что значит "вакуума"? Так или иначе вода будет в резервуаре замещаться воздухом, воздух будет поступать через дырку сверху. Или тебе нужна зависимость давления воздуха в сосуде от скорости выкачивания и диаметра дырки сверху? Тогда так и говори.

Sergey79

через трубу диаметром D должен поступать быстрее, чем будет падать уровень воды.
ТОЛЬКО! если его нагнетать насосом сверху. Иначе с какой стати ему туда лезть?

Damrad

че значит с какой кстати? из-за разницы давлений. почему думаешь, у нас ветер дует?

Yansloka

почему думаешь, у нас ветер дует?
потому что деревья качаются? :confused:

var24

Если задачка очень проста, то скажите плиз как изменится формула, если вместо воды будет другая жидкость с известной плотностью и прочими данными.?

от жидкости точно никак не изменится, если ты задаешь сразу поток на насосе :)

iamar

Что значит "вакуума"? Так или иначе вода будет в резервуаре замещаться воздухом, воздух будет поступать через дырку сверху. Или тебе нужна зависимость давления воздуха в сосуде от скорости выкачивания и диаметра дырки сверху? Тогда так и говори.
Гонобобель шарит, остальные лохи. :smirk:

Sergey79

че значит с какой кстати? из-за разницы давлений
так ключевое слово "быстрее".

Sergo1

конечно я не уверен, но вроде как если давление в резервуаре становится меньше атмосферного - это и значит, как было задано в задачке - образовывается (а не полностью образовался и установился) вакуум...
если я полностью не прав, то меняем условие задачи:
Какого диаметра должно быть отверстие чтобы давление в резервуаре не было ниже атмосферного.
а я думал, ребята, что вы в мгу учитесь... ;)

Logon

но вроде как если давление в резервуаре становится меньше атмосферного - это и значит, как было задано в задачке - образовывается (а не полностью образовался и установился) вакуум
:confused: ты сам понял что написал? по твоему выходит, что "давление меньше атмосферного=вакуум"?

Sergo1

ты дурак?
ниже атмосферного - образовывается, начинается, старт поинт вакуума. А НЕ образовался, финиш и абсолютный вакуум.
Задачка состоит том чтобы он и НЕ НАЧИНАЛ образовываться... млин...

Logon

ниже атмосферного
Забавно...Атмосферное давление изменяется в связи с природными обстоятельставми, так?
Если я сейчас возбму сосуд, герметически его запаяю - там будет атмосферное давление, равное тому, что наруже в данный момент. Давление скакануло, типа повысилось - в сосуде будет "старт поинт вакуума."? Давление вернулось на прежнюю отметку - "зачатки вакуума" изчезли?
Можешь назвать пороговые значения для образования "старт поинт вакуума"? Изменение давления на 1 атмосферу - будет?

Sergo1

не трахай мне мозг.
если хочешь подемагогничать то вот тебе цитата из вики.
"В макроскопических объёмах идеальный вакуум недостижим на практике, поскольку при конечной температуре все материалы обладают ненулевой плотностью насыщенных паров."
И иди закрывай хим.фак и физ.фак, где в лабораториях ставят опыты в среде вакуума. Иди им мозг еби, что этого не может быть и вообще вакуума как такового не существует и вы все не правы и занимаетесь черт знает чем, с удовольствием поглядели бы на твои успехи.
Если же ты действительно тот, который шарит в подобных вещах, то просто реши задачку про кока-колу и замени рот на мотор, а сгиб бутылки - на "старт поинт".

kaygorod

Бляпиздецнах. Студенты 5го ВУЗа в мире по российской шкале не могут решить задачку :mad:
Настолько припухли, что способны только на холивар и первую строчку гугла.
Позор физикам, мехмату, ВМК и немного химикам и ФНМ.
Начинаем (если чо, я с биофака, как формулы писать в форуме не знаю).
Газ у нас идеальный. PV=vRT.
P, V и v (кол-во молей газа) зависят от времени.
V зависит линейно, потому что насос с постоянной скоростью воду откачивает:
V=V0 - at.
Концентрация молекул газа при оттоке воды должна падать, но она компенсируется притоком из внешней среды через трубу диаметром D. Как записать поток через трубу не знаю, но он будет пропорционален (разнице Pатм и P в резервуаре) и диаметру трубы, возможно все в каких-то степенях.
В итоге, как мне кажется, скорость подения концентрации молекул газа в резервуаре за счет снижения уровня воды (увеличение объема) должна быть равна скорости притока воздуха через трубу.
Вопрос: как выглядит функция зависимости давления в резервуаре от диаметра трубы D?
to МУХОМОР: отверстие и труба - разные вещи.

mtk79

если чо, я с биофака
тогда позор биофаку!

kaygorod

Писю ам :o

kaygorod

Покопался в и-нете. При определенных условиях начинает твориться фигня в трубе. К условиям относятся давление газа и размеры трубы. В теме особо не копался.
 примерная ссылка
Вроде как может случиться так, что поток прекратится, как в случае запирания отверстия в посте МУХОМОРа.

Sergey79

Какого диаметра должно быть отверстие чтобы давление в резервуаре не было ниже атмосферного.
Я уже писал ТОЛЬКО! Если нагнетать насососм сверху. Чтобы воздух туда в твой резервуар сверху пошел (чрез кишечник, через дырочку, через дырищу) нужна ПРИЧИНА!
Причин у воздуха куда-то переться только одна: РАЗНОСТЬ ДАВЛЕНИЙ
Либо в сосуде МЕНЬШЕ атмосферного, тогда туда пойдет воздух сам
Либо в сосуде не ниже атмосферного - тогда снаружи должно быть больше атмосферного <- работает насос.

freya83

Какого диаметра должно быть отверстие чтобы давление в резервуаре не было ниже атмосферного.

Думаю, для этого у резервуара не должно быть крышки вообще :grin:

pashushkan

это ты не трахай моск тупой постановкой вопроса.
нахватался видать слов, вакуум, не вакуум.
по теме имхо на реальных объемах и насосах не должно возникать разряжения, если скорость падения уровня воды не станет порядка скорости звука в воздухе.
если дырка размером не с микрон конечно

kaygorod

Согласен, что постановка вопроса тупая. И не уверен, что в процессе должна оставаться постоянной концентрация молекул газа (давление).
Фигле вы от меня хотите? У меня физика, физ. химия последний раз были 5 лет назад.
Про вакуум / не вакуум - не моя тема.
Вопрос остается открытым. Кто-нибудь может нормальное что-нибудь написать?
А то собрались исключительные рюхатели, которые по теме ничего, кроме задача говно и мозгоебля, топикстартер дебил и позор биофаку, не написали.

seeknote

про вакуум могу как физик сказать, что он обладает ненулевой энергией - че еще надо?
а че у вас в там насосе происходит, если реальни скорость падения уровня воды не порядка скорости звука (а это слишком дохуя для воды то никаких локальных разряжений заметно не будет - и причем тут ваще вакуум?
а для долба - лабораторный вакууум - это када мы откачали до нескольких тор так, что молекулы, которые там летают газа нихуя на эксперимент не влияют значительно. вот так

seeknote

и еще если там какая-то большая разница давлений, то возникают всякие стремные турбулентности и т.д. - а это пипец стремная, сложная и перемудреная наука.

pashushkan

ой ето я топикстартеру сказал.

MyAmI

если реальни скорость падения уровня воды не порядка скорости звука (а это слишком дохуя для воды то никаких локальных разряжений заметно не будет
пусть дырка через которую поступает воздух в 10 раз меньше по диаметру чем резервуар откуда откачивают воду (то есть эффективная проницаемость дырки примерно 1/10*10=0.01 тогда число маха перед дыркой будет строго! меньше 0.01 (так называемое число маха запирания, оно всегда меньше чем эффективная проницаемость, формула громоздка, приводить небуду) при любом раскладе внутри бочки. ТАким образом скорость падения уровня воды в баке даже в 10 раз меньшая чем скорость звука при н.у. будет заведомо достаточной для того чтобы давление в баке было ниже атмосферного

MyAmI

и еще если там какая-то большая разница давлений, то возникают всякие стремные турбулентности и т.д. - а это пипец стремная, сложная и перемудреная наука.
это вообще бред какойто.

seeknote

10 раз меньшая чем скорость звука при н.у. будет заведомо достаточной для того чтобы давление в баке было ниже атмосферного
слово порядка вроде включает в себя как раз эти 10...

seeknote

это вообще бред какойто.
ок, я в этом не специалист

MyAmI

слово порядка вроде включает в себя как раз эти 10...
не будем переходить на формальности, смысл по моему я донес ясно, 10 раз взято для читабельности и наглядности. думаю что даже в 50 раз меньше скорости звука будет вполне достаточно, просто эффект будет менее выражен, причем это для дырки в 10 раз меньшей по диаметру. Если дырка будет раз в 50 по диаметру меньше, то в 100 раз меньше скорости звука будет тоже за глаза

eles__

Попробую помочь топикстартеру.
Вообще процесс будет примерно такой: Вода откачивается из бака, объем пустого места в баке возрастает, давление воздуха в баке падает. И поэтому ДАВЛЕНИЕ В БАКЕ БУДЕТ ВСЕГДА НИЖЕ АТМОСФЕРНОГО. Вопрос на сколько, то есть может нужно узнать при каких параметрах трубки эта разница будет незаметна? То есть там не начнет гнутся крышка бочки, а может быть начнет втягивать воду вверх? Предполагаю, автору нужно знать при каких параметрах трубки разница давления в бочке и в атмосфере будет отличаться меньше чем на 10%(или на какое-то другое число).
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: