OSNOVE HIDROSTATIKE. - vede, ki preučuje mirujoče tekočine

Transcript

1 OSNOVE HIDROSTATIKE - vede, ki preučuje mirujoče tekočine

2 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.

3 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

4 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

5 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)

6 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)

7

8 MERJENJE TLAKA MANOMETER - membranski - Bourdonova cev - kapljevinski VAKUUMMETER MANOVAKUUMMETER

9 OSNOVE HIDRODINAMIKE - vede, ki obravnava gibanje tekočin

10 MERSKE ENOTE pretok volumski bar liter gostota ρ 10 mvs viskoznost η m³/s Pa 1 dm³ kg/m³ 1 bar m²/s

11 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

12 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

13 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)

14 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

15 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

16 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

17 IZGUBE V CEVEH NA 100 m PRI RAZLIČNIH HITROSTIH

18 KOLIČINA VODE NA ROČNIKU PRI RAZLIČNIH USTNIKIH

19 DOMETI CURKOV

20 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)

21 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

22 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

23 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

24

25 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?

26 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?