Áramlástan feladatgyűjtemény. 6. gyakorlat Bernoulli-egyenlet instacionárius esetben

Hasonló dokumentumok
PONTSZÁM:S50p / p = 0. Név:. NEPTUN kód: ÜLŐHELY sorszám

Áramlástan feladatgyűjtemény. 3. gyakorlat Hidrosztatika, kontinuitás

BMEGEÁTAT01-AKM1 ÁRAMLÁSTAN (DR.SUDA-J.M.) 2.FAKZH AELAB (90MIN) 18:45H

3. Gyakorlat Áramlástani feladatok és megoldásuk

Áramlástan feladatgyűjtemény. 4. gyakorlat Bernoulli-egyenlet

4.GYAKORLAT (8. oktatási hét)

Folyadékok és gázok mechanikája

ÁRAMLÁSTAN FELADATGYŰJTEMÉNY

Hidrosztatika, Hidrodinamika

VIZSGA ÍRÁSBELI FELADATSOR

2. mérés Áramlási veszteségek mérése

1.1 Hasonlítsa össze a valós ill. ideális folyadékokat legfontosabb sajátosságaik alapján!

Folyadékok és gázok áramlása

VIZSGA ÍRÁSBELI FELADATSOR

Folyadékok és gázok áramlása

N=20db. b) ÜZEMMELEG ÁLLAPOT MOTORINDÍTÁS UTÁN (TÉLEN)

Mechanika IV.: Hidrosztatika és hidrodinamika. Vizsgatétel. Folyadékok fizikája. Folyadékok alaptulajdonságai

HIDROSZTATIKA, HIDRODINAMIKA

Folyadékok és gázok mechanikája

MEGOLDÁS a) Bernoulli-egyenlet instacioner alakja: p 1 +rgz 1 =p 0 +rgz 2 +ra ki L ahol: L=12m! z 1 =5m; z 2 =2m Megoldva: a ki =27,5 m/s 2

2.GYAKORLAT (4. oktatási hét) PÉLDA

Mérnöki alapok 10. előadás

0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 Q

MMK Auditori vizsga felkészítő előadás Hő és Áramlástan 1.

ÁRAMLÁSTAN MFKGT600443

Kollár Veronika A biofizika fizikai alapjai

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

Folyadékok áramlása Folyadékok. Folyadékok mechanikája. Pascal törvénye

Hidrosztatika. Folyadékok fizikai tulajdonságai

Fűtési rendszerek hidraulikai méretezése. Baumann Mihály adjunktus Lenkovics László tanársegéd PTE MIK Gépészmérnök Tanszék

Szilárd testek rugalmas alakváltozásai Nyú y j ú tás y j Hooke törvény, Hooke törvén E E o Y un un modulus a f eszültség ffeszültség

A hidrosztatika alapegyenlete vektoriális alakban: p = ρg (1.0.1) ρgds (1.0.2)

Propeller és axiális keverő működési elve

BMEGEÁT-BT11, -AT01-, -AKM1, -AM21 ÁRAMLÁSTAN (DR.SUDA-J.M.) I.FAKZH K155 (90MIN) 18:15H

Áramlástechnikai mérések

Mérnöki alapok 10. előadás

Hidraulika. 1.előadás A hidraulika alapjai. Szilágyi Attila, NYE, 2018.

BMEGEÁTAT01-AKM1 ÁRAMLÁSTAN (DR.SUDA-J.M.) I.FAKZH AELAB (90MIN) 18:15H. homogén. folytonos (azaz kontinuum)

TÉRFOGATÁRAM MÉRÉSE. Mérési feladatok

7.GYAKORLAT (14. oktatási hét)

Szakmai fizika Gázos feladatok

MUNKAANYAG. Szabó László. Hogyan kell U csöves manométerrel nyomást mérni? A követelménymodul megnevezése: Fluidumszállítás

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

A nyomás. IV. fejezet Összefoglalás

Hidrosztatika, Hidrodinamika

7.GYAKORLAT (14. oktatási hét)

BME Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék

Nyomástartóedény-gépész Kőolaj- és vegyipari géprendszer üzemeltetője

5. MÉRÉS NYOMÁSMÉRÉS

Nyújtás. Ismétlés. Hooke-törvény. Harántösszehúzódás: nyújtásnál/összenyomásnál a térfogat növekszik/csökken

NYOMÁS ÉS NYOMÁSKÜLÖNBSÉG MÉRÉS. Mérési feladatok

Műhely-foglalkozás. 62. ORSZÁGOS FIZIKATANÁRI ANKÉT ÉS ESZKÖZBEMUTATÓ Debrecen, március Dr. Beszeda Imre, Nyíregyházi Egyetem

2.3 Newton törvények, mozgás lejtőn, pontrendszerek

mérlegegyenlet. ϕ - valamely SKALÁR additív (extenzív) mennyiség térfogati

Folyadékáramlás. Orvosi biofizika (szerk. Damjanovich Sándor, Fidy Judit, Szöllősi János) Medicina Könyvkiadó, Budapest, 2006

Folyamatirányítás. Számítási gyakorlatok. Gyakorlaton megoldandó feladatok. Készítette: Dr. Farkas Tivadar

1.2 Folyadékok tulajdonságai, Newton-féle viszkozitási törvény

a) Az első esetben emelési és súrlódási munkát kell végeznünk: d A

1. Feladatok a dinamika tárgyköréből

Agrár-környezetvédelmi Modul Vízgazdálkodási ismeretek. KÖRNYEZETGAZDÁLKODÁSI MÉRNÖKI MSc TERMÉSZETVÉDELMI MÉRNÖKI MSc

F. F, <I> F,, F, <I> F,, F, <J> F F, <I> F,,

Hatvani István fizikaverseny Döntő. 1. kategória

Tömegpontok mozgása egyenes mentén, hajítások

VIDÉKFEJLESZTÉSI MINISZTÉRIUM. Petrik Lajos Két Tanítási Nyelvű Vegyipari, Környezetvédelmi és Informatikai Szakközépiskola

Mérnöki alapok 7. előadás

Á R A M L Á S T A N. Áramlás iránya. Jelmagyarázat: p = statikus nyomás a folyadékrészecske felületére ható nyomás, egyenlő a csőfalra ható nyomással

1. előadás. Gáztörvények. Fizika Biofizika I. 2015/2016. Kapcsolódó irodalom:

Mérés: Millikan olajcsepp-kísérlete

Nyomás. Az az erő, amelyikkel az egyik test, tárgy nyomja a másikat, nyomóerőnek nevezzük. Jele: F ny

Folyadékáramlás. Folyadékok alaptulajdonságai

azonos sikban fekszik. A vezetőhurok ellenállása 2 Ω. Számítsuk ki a hurok teljes 4.1. ábra ábra

BME Gépészmérnöki Kar 3. vizsga (112A) Név: 1 Műszaki Mechanikai Tanszék január 11. Neptun: 2 Szilárdságtan Aláírás: 3

FIZIKA II. 2. ZÁRTHELYI DOLGOZAT A MŰSZAKI INFORMATIKA SZAK

Felvételi, 2017 július -Alapképzés, fizika vizsga-

Euleri és Lagrange szemlélet, avagy a meteorológia deriváltjai

Örvényszivattyú A feladat

Mérési jegyzőkönyv. M1 számú mérés. Testek ellenállástényezőjének mérése

KS TÍPUSÚ IZOKINETIKUS MINTAVEVŐ SZONDA SZÉLCSATORNA VIZSGÁLATA

1. feladat Összesen 21 pont

Oktatási Hivatal FIZIKA. II. kategória. A 2017/2018. tanévi Országos Középiskolai Tanulmányi Verseny 1. forduló. Javítási-értékelési útmutató

Segédlet az ADCA szabályzó szelepekhez

9. Áramlástechnikai gépek üzemtana

Szent István Egyetem FIZI IKA Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

DINAMIKAI VIZSGÁLAT ÁLLAPOTTÉRBEN Dr. Aradi Petra, Dr. Niedermayer Péter: Rendszertechnika segédlet 1

Áramlástan kidolgozott 2016

Ellenőrző kérdések Vegyipari Géptan tárgyból a vizsgárakészüléshez

ÉPÜLETGÉPÉSZET ISMERETEK

Példa: Tartó lehajlásfüggvényének meghatározása a Rayleigh Ritz-féle módszer segítségével

Fluidumok áramlása. Vegyipari és biomérnöki műveletek segédanyag Simándi Béla, Székely Edit BME, Kémiai és Környezeti Folyamatmérnöki Tanszék

Szent István Egyetem FIZIKA. Folyadékok fizikája (Hidrodinamika) Dr. Seres István

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

TestLine - Fizika 7. évfolyam folyadékok, gázok nyomása Minta feladatsor

BME Hidrodinamikai Rendszerek Tanszék Gépészmérnöki Alapismeretek 6. MÉRÉS

Mérnöki alapok 2. előadás

1. Feladatok munkavégzés és konzervatív erőterek tárgyköréből. Munkatétel

Propeller, szélturbina, axiális keverő működési elve

Hidraulika. 5. előadás

58. ročník Fyzikálnej olympiády v školskom roku 2016/2017 Okresné kolo kategórie F Texty úloh v maďarskom jazyku

Hatvani István fizikaverseny forduló megoldások. 1. kategória. J 0,063 kg kg + m 3

Átírás:

Áramlástan feladatgyűjtemény Az energetikai mérnöki BSc és gépészmérnöki BSc képzések Áramlástan című tárgyához 6. gyakorlat Bernoulli-egyenlet instacionárius esetben Összeállította: Lukács Eszter Dr. Istók Balázs Dr. Benedek Tamás Tokaji Kristóf BME GPK Áramlástan Tanszék, 09

AKVÁRIUM LEÜRÍTÉSE Egy 000 literes akváriumban 0 cm magasan áll a víz. A leürítést egy cm átmérőjű,,4 m hosszúságú szivornyával (pl. szilikoncsővel) végezzük. b Kérdés: a) Határozza meg a folyadékoszlop gyorsulását a nyitás pillanatában! b) Becsülje meg állandósult állapotban a leürítéshez szükséges időt! c) Hogyan tudjuk csökkenteni a leürítéshez szükséges időt? d) Mi a csőhossz növelésének elvi határa? h H Adatok: V = 000 l; h = 0, m; H = m; b = 0, m; d = cm; ρ = 000 kg/m 3 ; p0 = 0 5 Pa; pgőz = 0 3 Pa MEGOLDÁS a) feladatrész: írjuk fel az instacioner Bernoulli-egyenletet a vízfelszín () és a cső kilépő keresztmetszete közé (): p + ρ U + ρ v = ρ v + p + ρ U + ρ v 3 - a gyorsulás iránya, tehát a oldalhoz kell hozzáadni az időfüggő tagot - p = p = p 0 () szabadfelszín és () szabadkifolyás - v = v = 0 a kezdeti időpillanatban még áll a folyadék - U U = g (z z ) = g (H b) - ahol az áramlási keresztmetszet azonos ott a folytonossági tétel alapján a gyorsulás végig állandó, azaz az integrál egy szorzássá egyszerűsödik. Hirtelen keresztmetszetváltozás esetén a gyorsulásnak szakadása van, ott az integrálást ketté kell bontani. - a tartályban az áramlási keresztmetszet nagyságrendekkel nagyobb, mint a cső keresztmetszete, ezért a folytonossági tételt felhasználva feltételezhetjük, hogy a tartályban a gyorsulás közel zérus: v = a cső L cső = a cső (h + b + H) A vízoszlop kezdeti gyorsulása tehát: g(h b) 0 ( 0,) a cső = = (H + b + h) + 0, + 0, = 7, 5 m s

b) feladatrész: a nyitás követően az áramlás egy kvázistacionárius állapotba áll be, ahol a potenciálkülönbség nem a csőben lévő lokális gyorsulást fogja fedezni, hanem a csőszájánál fellépő konvektív gyorsulást (az akvárium béli 0 sebességről felgyorsul a folyadék a cső béli sebességre). Írjuk fel a stacionárius Bernoulli-egyenletet az - pontok közé: p + ρ v + ρu = p + ρ v + ρu - p = p = p 0 szabadfelszín és szabadkifolyás - U U = g (z z ) - v 0 A felszín A cső (konti.) Ebből a kiáramlási sebesség: v = g (z z ) Látható, hogy az áramlás hajtóereje a potenciálkülönbég (szintkülönbség) a két pont között. Beláthatjuk azt is, hogy mivel a szintkülönbség folyamatosan csökken, ahogy ürül a tartály, a kiáramlási sebesség is folyamatosan csökkenni fog. Ez azt is jelenti, hogy továbbra is lesz lokális gyorsulás (lassulás), azonban élhetünk azzal a feltételezéssel, hogy ez a tag elhanyagolható, mivel vízfelszín süllyedési sebessége alapvetően kicsi. A leürítés elején: (z z ) e = H b v,e = g (H b) = 6 m/s A leürítés végén: (z z ) v = H b h v,v = g (H b h) = 5,66 m/s Így az átlagos kiáramlási sebesség: v = (v,e + v,v ) = 5,83 m/s Ebből az átlagos térfogatáram: q v = v A cső = 5,83 0,0 π 4 És a leürítési idő: T = V = 000 = 84, 5 s 36min q v 0,458 m3 4 = 4,58 0 s = 0,458 l s A leürítési idő nagyságából és v kismértékű megváltozásából látszik, hogy valóban nem követtünk el számottevő hibát az időfüggő tag elhanyagolásával.

b) feladatrész: ALTERNATÍV MEGOLDÁS Vezessük be a következő jelöléseket: - α = A cső A felszín ; (A felszín = V h ) - x = z z A korábban felírt Bernoulli-egyenlet alapján: v = g x A kontinuitási egyenlet alapján: v = α v = α g x Másrészről pedig a felszín v süllyedési sebessége meg fog egyezni a szintkülönbség időegységre eső megváltozásával: v = α g x = dx dt Ez egy szétválasztható differenciálegyenlet, amelyet a következő módon oldhatunk meg: T v dt = α g x dx 0 e T = α g [ x] v e x e = H b; x v = H b h T = 84, 5 s c) feladatrész: írjuk fel a leeresztéshez szükséges időt paraméteresen (a sebességet a jobb átláthatóság érdekében a kezdeti sebességgel becsüljük): T = V q v = V v A cső V (p p 0 ) + g (H b) A ρ cső - a cső keresztmetszetének növelésével (A cső ) - a cső lelógó hosszának növelésével (H b) - a tartálynyomás növelésével (p p 0 ) - szivattyú beépítése - gyorsítjuk felfelé rendszert - ez nagyon elvi (g) d) feladatrész: a csőhossz növelés elvi határát az jelenti, hogy a legfelső ponton (3) a lecsökkent nyomás hatására elforr a folyadék. Ezen csőhossz meghatározása az -3 pontok közé felírt Bernoulli-egyenlettel történhet: p + ρ U + ρ v = p 3 + ρ U 3 + ρ v 3 - v = v 3 - U 3 U = g (z 3 z ) = g H max - p 3 = p gőz Ebből a maximálisan megengedhető csőhossz: H max = p 0 p g ρg = 05 0 3 000 0 = 9,9m L max = H max + b + h = 9,9 + 0, + 0, = 0, 3m

LÉPCSŐS KIFOLYÁS TARTÁLYBÓL A mellékelt ábrán látható zárt tartály H= m magasságig van vízzel feltöltve. A tartályhoz egy d = 50 mm és egy d3 = 5 mm átmérőjű csőszakasz csatlakozik. A csővégen egy alapállapotban zárt szelep található. A közeget súrlódásmentesnek, és összenyomhatatlannak feltételezzük. p Kérdés: a) Határozza meg az A pont béli gyorsulást és túlnyomást a szelep hirtelen kinyitásának pillanatában! b) Határozza meg a kiáramlási sebességet és az A pontbéli túlnyomást állandósult (stacioner, t ) állapotban! ρ Adatok: H = m; d = 50 mm; d = 5 mm; l = m; l3 = 9m; la = 8m; p-p0 = 40000 Pa; g = 0N/kg; ρ = 000 kg/m 3 ; H l A A d d 3 p 0 MEGOLDÁS a) feladatrész: Kezdeti megfontolások: mivel a közeg összenyomhatatlan, az A pont béli gyorsulás ugyanakkora, mint az l szakasz bármely más pontjában a különböző átmérőjű szakaszokon létrejövő gyorsulások között a kontinuitás teremt kapcsolatot a Bernoulli-egyenletet A és 3 pontok közé felírva túl sok az ismeretlen (pa, aa), ezért célszerű először olyan pontokat választanunk, ahol több adat áll rendelkezésre - például a tartályban lévő folyadék felszíne és a kifolyás Instacioner Bernoulli-egyenlet a folyadékfelszín () és a kifolyás (3) közé: p + ρ U + ρ 3 v = ρ v l l 3 + p 3 + ρ U 3 + ρ v 3 - A gyorsulás iránya 3, tehát a 3 oldalhoz kell hozzáadni az időfüggő tagot - p 3 = p 0 szabadkifolyás - U U 3 = g (z z 3 ) = g H - v = v 3 = 0 a kezdeti időpillanatban még áll a folyadék - ahol az áramlási keresztmetszet azonos, ott a folytonossági tétel alapján a gyorsulás végig állandó, azaz az integrál egy szorzássá egyszerűsödik. Hirtelen keresztmetszetváltozás esetén a gyorsulásnak szakadása van, ott az integrálást ketté kell bontani. - a tartályban az áramlási keresztmetszet nagyságrendekkel nagyobb, mint a cső keresztmetszete, ezért a folytonossági tételt felhasználva feltételezhetjük, hogy a tartályban a gyorsulás közel zérus.

3 v = a A l + a 3 l 3 Az -3 pontok közé felírt Bernoulli-egyenlet a következő formára egyszerűsödik: p + ρgh = p 0 + ρ(a A l + a 3 l 3 ) A gyorsulások között kapcsolatot teremtő kontinuitási egyenlet: a A A = a 3 A 3 a 3 = a A ( d ) = a d A ( 50 3 5 ) = 4a A Ebből A pont béli gyorsulás számítható: p + ρgh = p 0 + ρ(a A l + 4a A l 3 ) a A = (p p 0 ) + ρgh ρ(l + 4l 3 ) = 40000 + 000 0 000( + 4 9) =, 04 m s Az A pont béli túlnyomás kiszámításához a gyorsulások ismeretében most már felírhatjuk az instacinoner Bernoulli-egyenletet A-3 pontok közé. Vigyázat: a gyorsulás (a) ugyan végig azonos a l jelű csőben, de a lokális gyorsulás miatt a csőben fellépő túlnyomás (p(x)) áramlási irányban folyamatosan csökken. p A + ρ U A + ρ 3 v A = ρ v A + p 3 + ρ U 3 + ρ v 3 - a gyorsulás iránya A 3, tehát az A oldalhoz kell hozzáadni az időfüggő tagot - p 3 = p 0 szabadkifolyás - U A U 3 = g (z A z 3 ) = 0 - v A = v 3 = 0 a kezdeti időpillanatban még áll a folyadék - ahol az áramlási keresztmetszet azonos ott a folytonossági tétel alapján a gyorsulás végig állandó, azaz az integrál egy szorzássá egyszerűsödik. Hirtelen keresztmetszetváltozás esetén a gyorsulásnak szakadása van, ott az integrálást ketté kell bontani. 3 v = a A (l l A ) + a 3 l 3 A Az A-3 pontok közé felírt Bernoulli-egyenlet a korábban felírt kontinuitási egyenlet segítségével a következő formára egyszerűsödik, melyből A pont béli túlnyomás számítható: p A p 0 = ρa A (l l A + 4l 3 ) = 000,04 ( 8 + 4 9) = 4600Pa

b) feladatrész: Kezdeti megfontolások: A nyitás követően az áramlás egy stacionárius állapotba áll be, ahol a túlnyomás és a potenciálkülönbség nem a csőben lévő lokális gyorsulást fogja fedezni, hanem a csőszájánál és a szűkületnél a konvektív gyorsulást - a tartály béli 0 sebességről felgyorsul a folyadék a -es cső béli sebességre, valamint az -es cső béli sebességről a 3-es cső béli sebességre mivel az áramlás súrlódásmentes, ezért az A pont béli túlnyomás ugyanakkora, mint az l szakasz bármely más pontjában Írjuk fel a stacionárius Bernoulli-egyenletet az -3 pontok közé: p + ρ U + ρ v = p 3 + ρ U 3 + ρ v 3 - p 3 = p 0 szabadkifolyás - U U 3 = g (z z 3 ) = g H - v 0 A felszín A 3 (konti.) Ebből a kifolyási sebesség számítható: v 3 = p p 0 + ρgh ρ (40000 + 0 000 ) = = 0 m 000 s Stacionárius Bernoulli-egyenlet az A-3 pontok között: p A + ρ U A + ρ v A = p 3 + ρ U 3 + ρ v 3 - p = p 0 szabadkifolyás - U A U = g (z A z ) = 0 - folytonosság: q V,A = q V,3 v A = v 3 A 3 A A =,5 m s Ebből az A pontban fellépő túlnyomás stacionárius esetben: p A p 0 = ρ (v 3 v A ) = 000 (0,5 ) = 46875 Pa

ELTÉRŐ SŰRŰSÉGŰ ANYAGOK ESETE Egy D = 6 mm átmérőjű, az ábrán látható kialakítású cső alján membrán található, aminek bal oldalán H = 80 cm magasságú benzin, a jobb oldalán azonos magasságú vízoszlop nyugszik. Mindkét csőszár a légkörre nyitott. A membrán elpattanásakor a folyadékoszlopok az egyensúlyi állapotra törekedve mozgásba jönnek. Kérdés: Határozza meg a membrán elpattintásakor a) a vízoszlop gyorsulását! b) a benzinoszlop gyorsulását! H Benzin b Víz Membrán α Adatok: D = 6 mm; H = 80 cm; b = 30 cm; α = 60 ρb = 750 kg/m 3 ; ρv = 000 kg/m 3 ; p0 = 0 5 Pa; g = 0 m/s ; µ = 0 MEGOLDÁS a) (és b)) feladatrész: Kezdeti megfontolások: mielőtt fejjel rohannánk a falnak, gondoljuk végig, hogy lehet-e a vízoszlopnak és a benzinoszlopnak eltérő gyorsulása! Nem! A folyadékoszlopok sem egymásba nem csúszhatnak, sem üres tér nem keletkezhet közöttük. A vízoszlop és a benzinoszlop gyorsulása tehát azonos lesz: a víz = a benzin = a eddigre már szépen kifejlődött mérnöki érzékünk alapján pedig azt is meg tudjuk mondani, hogy a víz fog megindulni a benzin felé, mert az azonos magasságú (H) vízoszlop nagyobb sűrűsége miatt nagyobb nyomással nehezedik a membránra, mint a kisebb sűrűségű benzin. Figyelem: a vízoszlop alján létrejövő túlnyomás csak a vízfelszín magasságától függ, a csőszár állásszöge nem befolyásolja azt. a Bernoulli-egyenletet egyszerűsített formájában csak azonos sűrűségű folyadékokra alkalmazható, azért külön írjuk fel a vízben, és külön a benzinben

Instacionárius Bernoulli egyenlet a vízre a jobb felszín () és a membrán () közé: p + ρ v U + ρ v v = ρ v v + p + ρ v U + ρ v v 3 - a gyorsulás iránya, tehát a oldalhoz kell hozzáadni az időfüggő tagot - p = p 0 szabadfelszín - U U = g (z z ) = g H - v = v = 0 a kezdeti időpillanatban még áll a folyadék - ahol az áramlási keresztmetszet azonos, ott a folytonossági tétel alapján a gyorsulás végig állandó, azaz az integrál egy szorzássá egyszerűsödik. v H = a sin α Ebből a pontban fellépő túlnyomás: H p p 0 = ρ v (g H a sin α ) () Instacionárius Bernoulli egyenlet a benzinre a membrán () és a bal felszín (3) közé: p + ρ b U + ρ b v = ρ b v 3 + p 3 + ρ b U 3 + ρ v v 3 - a gyorsulás iránya 3, tehát a 3 oldalhoz kell hozzáadni az időfüggő tagot - p 3 = p 0 szabadfelszín - U 3 U = g (z 3 z ) = g H - v 3 = v = 0 a kezdeti időpillanatban még áll a folyadék - ahol az áramlási keresztmetszet azonos ott a folytonossági tétel alapján a gyorsulás végig állandó, azaz az integrál egy szorzássá egyszerűsödik. 3 v = a (H + b) Ebből a pontban fellépő túlnyomás: p p 0 = ρ b [g H + a (H + b)] () Az () és () egyenletetek alapján a folyadékoszlopok gyorsulása számítható: (ρ a = v ρ b )gh (000 750) 0 0,8 = H ρ b (H + b) + ρ v 750 (0,8 + 0,3) + 000 0,8 =, 4 m s sin α sin 60

FECSKENDŐ Egy vízzel töltött fecskendő dugattyúja v sebességgel és a gyorsulással mozog az ábrán jelölt irányba. Kérdés: Határozza meg a mozgatáshoz szükséges erőt! Adatok: v = 0.4 m/s; a = m/s ; D = 50 mm; L = 00 mm; D = 0 mm; L = 80 mm; ρ = 000 kg/m 3 v, a D D L L MEGOLDÁS Írjuk fel az instacioner Bernoulli-egyenletet az alábbi ábrán jelölt - pontok közé: p + ρ U + ρ v = ρ v + p + ρ U + ρ v - a gyorsulás iránya, tehát a oldalhoz kell hozzáadni az időfüggő tagot - p = p 0 szabadkifolyás - U U = g (z z ) = 0 - ahol az áramlási keresztmetszet azonos ott a folytonossági tétel alapján a gyorsulás végig állandó, azaz az integrál egy szorzássá egyszerűsödik. Hirtelen keresztmetszetváltozás esetén a gyorsulásnak szakadása van, ott az integrálást ketté kell bontani. v = a L + a L A kontinuitást felhasználva a sebességre és a gyorsulásra: v = v ( d d ) a = a ( d d ) A dugattyú két oldalán fellépő nyomáskülönbség kiadódik: p p 0 = ρ [a (L + L ( d ) ) + v 4 d ((d ) )] d = 000 [ (0, + 0,08 ( 50 0 ) ) + 0,4 4 ((50 0 ) )] = 50 Pa Amelyből a kifejtendő erő nagysága számolható: F = A (p p 0 ) = 0,05 π 50 = 0. 3 N 4