OSNOVE HIDROSTATIKE
OSNOVE HIDROSTATIKE - vede, ki preučuje mirujoče tekočine HIDROSTATIKA Značilnost, da je sila na katero koli točko v tekočini enaka iz vseh smeri. Če ta pogoj o ravnovesju sil ne velja, se tekočina premakne v smeri rezultante sil. Sila, s katero tekočina pritiska na steno, je vedno pravokotna na steno in seveda tudi nasprotno – zaradi tega je gladina pravokotna na silo teže. Osnovni zakon pravi, da tekočine nimajo lastne oblike, ampak vedno zavzamejo obliko posode. KAPLJEVINA • je snov v takšnem agregatnem stanju, v katerem zavzame obliko posode, pri čemer pa ohranja stalno prostornino in tvori gladino • zaradi površinske napetosti kapljevine tvorijo kapljice VSE SKUPAJ SO TAKO IMENOVANE TEKOČINE POVRŠINSKA NAPETOST • je pojav, da se gladina kapljevine obnaša kot prožna plošča • posledica tega je, da lahko nastanejo kapljice na površini razlite tekočine • zaradi tega tekočina pleza po ozkih ceveh STISLJIVOST • x je v fiziki snovna konstanta, določena pri deformaciji snovi kot razmerje med relativno spremembo prostornine telesa (∆V/V) in spremembo tlaka (∆p), ki je povzročil to spremembo KAJ TO POMENI? - VODA je praktično nestisljiva - če poči cev, je voda nenevarna (nevarne so armature) HIDROSTATIČNI TLAK Pascalov zakon • je tlak v mirujoči tekočini zaradi njene lastne teže • v nestisljivih tekočinah tlak narašča z globino: – 10 m pod vodo je 1 bar – 10 m visoka cev, napolnjena z vodo, ima na dnu tlak 1 bar • hidrostatični paradoks (hidrostatični tlak je odvisen le od višine vodnega stolpca ter gostote in ne od oblike) MERJENJE TLAKA • MANOMETER - membranski - Bourdonova cev - kapljevinski • VAKUUMMETER • MANOVAKUUMMETER OSNOVE HIDRODINAMIKE - vede, ki obravnava gibanje tekočin MERSKE ENOTE pretok volumski m³/s bar 100 000 Pa liter 1 dm³ gostota ρ kg/m³ 10 mVs 1 bar viskoznost η m²/s STATIČNI IN DINAMIČNI TLAK • dinamični tlak je vedno manjši od statičnega tlaka • padec tlaka zaradi večjega števila ročnikov • padec tlaka zaradi omejilca tlaka • razlika tlaka pri različnih dimenzijah cevi • B-C ali C-B LAMINARNI TOK • je tok tekočine, pri katerem so tokovnice urejene in gladke • pri laminarnem toku je pomembna viskoznost tekočine • primer je znan pri zelo gladkih ceveh Re < 2320 • večja dimenzija cevi - večja je možnost laminarnega toka TURBOLENTNI TOK • je nestacionarni tok tekočine, pri katerem se tokovnice s časom premikajo, iz njih pa se lahko ustvarjajo vrtinci • normalen pojav pri hrapavih ceveh Re > 2320 • turbolentni tok se ustvarja na vseh prehodih in spojih (armature, spojke, zavite/zlomljene cevi) REYNOLDSOVO ŠTEVILO • je kriterij, s katerim lahko napovemo, ali bo tok tekočine laminaren ali turbolenten VISKOZNOST • je odpor fluida (tekočine) proti tangencialnim silam ali kotnim deformacijam delcev; večja kot je, bolj se vleče voda 1m²/s TRENJE • je pojav, da deluje telo, po katerem drsi drugo telo, na slednjega s silo trenja, ki ima nasprotno smer od smeri gibanja • je odvisno od snovi in hrapavosti površin • je odvisno tudi od hitrosti gibanja telesa PRETOČNI UPOR ali IZGUBE TLAKA NA VODU • izguba tlaka zaradi trenja med vodo in cevjo • povečanje hitrosti vode v ceveh (kadar rabimo več vode, večji tlak - več izgube) – ko hitrost preseže 3m/s, uporabi večji premer cevi • izgube zaradi gostote (pri vodi odvisno od T in je 1000 pri 4 ºC) • izgube na armaturah 0,5 bara • izgube na višinsko razliko 10 m - 1 bar IZGUBE V CEVEH NA 100 m PRI RAZLIČNIH HITROSTIH KOLIČINA VODE NA ROČNIKU PRI RAZLIČNIH USTNIKIH DOMETI CURKOV TLAČNA VIŠINA • ali višina vodnega stolpca, ki jo zmore črpalka • geodetska tlačna višina od sredine ustja črpalke do izliva ročnika • odvisna je od velikosti črpalke in moči motorja SESALNA VIŠINA • je navpična razdalja med gladino vode in črpalko, ki črpa vodo • geodetska sesalna višina je od gladine do sredine ustja črpalke • teoretično 10 m, v Sloveniji praktično 8-9 m • Bolj, kot je topla voda, slabše je (70 ºC dejansko ni več sesalne višine) MANOMETRIČNA TLAČNA VIŠINA • razlika med sredino ustja črpalke in curkom (curek se smatra vsaj 3 bare; kaže jo manometer) MANOMETRIČNA SESALNA VIŠINA • sesalna višina, ki jo pokaže vakuummeter DOBAVNA VIŠINA manometrična sesalna višina + manometrična tlačna višina GEODETSKA DOBAVNA VIŠINA • je razlika med gladino vode in izlivom na ročniku • geodetska sesalna višina + geodetska tlačna višina IZGUBE NA SESALNEM VODU • izgube zaradi slabo spetih spojk (zračni vlek) • zaradi trenja • zaradi nadmorske višine: – morje 0 m cca. 10 m / gore 2000m cca. 7,7 m • zaradi temperature vode: – segrevanje zmanjšuje sesalno višino: • 5 °C - cca. 7 m sesalni stolpec • 70 °C - 0 m sesalni stolpec VAJA 1 – gasilec z ročnikom v roki stoji oddaljen 15 m od črpalke (višinska razlika) - na koncu so 3 ročniki s premerom ustnika 12 mm - B-cevi do trojaka je 175 m - C-cevi od trojaka je 3x45 m KOLIKO MORA DATI ČRPALKA, ČE ZELIMO 3,5 bara NA ROČNIKU? VAJA 2 - bazen je od jezera oddaljen 1500 m - pretok, ki se uporablja za polnjenje, je 800 l/min - uporabljamo B-cevi - višinska razlika je 0 m Koliko črpalk 8/8 POTREBUJEMO, da v bazen priteče voda s tlakom vsaj 3 bare?
© Copyright 2024