Keulapotkuri

Miksi laivoissa sitten on..

Kuinka niin hirveästi tehoa ?

avaaja kysyi tietoja 2" putkelle , propulsion teho/työntövoima suhde muodostuu puhallusaukon suuruudesta (potkurilla halkaisijasta), riippumatta siitä minkä tyylisellä tai millä tavalla vettä liikuttava paine muodostetaan.
Tässäkin esimerkissä jos ulostuloputki olisi 4 tuumainen , alle 1.5 kW riittäisi mainiosti samaan työntövoimaan jne.

Kymmen vuotta sitten oli tuote nimeltä Willdo jet thrusters, on tainnut jo poistua kartalta, mutta google löytää vielä kuvia ja tietoa asiasta.

Pinta-ala kirjoitti:

Kuinka niin hirveästi tehoa ?

avaaja kysyi tietoja 2" putkelle , propulsion teho/työntövoima suhde muodostuu puhallusaukon suuruudesta (potkurilla halkaisijasta), riippumatta siitä minkä tyylisellä tai millä tavalla vettä liikuttava paine muodostetaan.
Tässäkin esimerkissä jos ulostuloputki olisi 4 tuumainen , alle 1.5 kW riittäisi mainiosti samaan työntövoimaan jne.

Lue lisää

Mielestäni 3-4 kW on järkyttävän tehoinen sähkömoottori tuottamaan pienen veneen vaatima 30 kgf. 4 tuumainen putkisto tuskin siihen mahtuu loivilla mutkilla jne. Huonosti suunnitellulla putkistolla tulee suuri painehäviö ja tehoa vaaditaan enemmän. Noin suurella putkistolla siis ainoa vaihtoehto on potkuri.

Koko vesisuikukeulapotkurin idea on yrittää tehdä asennuksesta kompakti. Tämä johtaa erittäin huonoon hyötysuhteeseen.

Jos ulostulosuutin on 50 mm, 30 kgf työntövoimaan vaaditaan n. 12 m/s nopeus. Massavirraksi tulee 24 kg/s ja sen mudostaminen vaatii 1,7 kW. Hyvin saa suunnitella, jotta pärjää 3 kW sähköteholla eli 57% kokonaishyötysuhteella sähköstä virtausenergiaksi eli tuo sisältää moottorin hyötysuhteen, pumpun hyötysuhteen ja putkiston virtaushäviöt.

100 mm suuttimella vastaavat arvot 48 kg/s, 6 m/s ja 900 W.

Tuolle kaupalliselle 30 kgf 3 kW vesisuihkukeulapotkurille mainitaan virraksi 480 A, kun noiden 1,5 kW tavallisten virta on 205 ja 215 A eli eroa on selvästi enemmän kuin tuplasti sähkötehossa. Sen 32 mm suuttimilla (putkisto 51/90 mm) laskettuna arvot 17 kg/s, 17 m/s ja 2,5 kW. Kuitenkin jo 10 V * 480 A on 4,8 kW eli taitaa olla reilusti enemmän kuin 3 kW koneen mekaaninen teho.

Joakim1 kirjoitti:

Mielestäni 3-4 kW on järkyttävän tehoinen sähkömoottori tuottamaan pienen veneen vaatima 30 kgf. 4 tuumainen putkisto tuskin siihen mahtuu loivilla mutkilla jne. Huonosti suunnitellulla putkistolla tulee suuri painehäviö ja tehoa vaaditaan enemmän. Noin suurella putkistolla siis ainoa vaihtoehto on potkuri.

Koko vesisuikukeulapotkurin idea on yrittää tehdä asennuksesta kompakti. Tämä johtaa erittäin huonoon hyötysuhteeseen.

Jos ulostulosuutin on 50 mm, 30 kgf työntövoimaan vaaditaan n. 12 m/s nopeus. Massavirraksi tulee 24 kg/s ja sen mudostaminen vaatii 1,7 kW. Hyvin saa suunnitella, jotta pärjää 3 kW sähköteholla eli 57% kokonaishyötysuhteella sähköstä virtausenergiaksi eli tuo sisältää moottorin hyötysuhteen, pumpun hyötysuhteen ja putkiston virtaushäviöt.

100 mm suuttimella vastaavat arvot 48 kg/s, 6 m/s ja 900 W.

Tuolle kaupalliselle 30 kgf 3 kW vesisuihkukeulapotkurille mainitaan virraksi 480 A, kun noiden 1,5 kW tavallisten virta on 205 ja 215 A eli eroa on selvästi enemmän kuin tuplasti sähkötehossa. Sen 32 mm suuttimilla (putkisto 51/90 mm) laskettuna arvot 17 kg/s, 17 m/s ja 2,5 kW. Kuitenkin jo 10 V * 480 A on 4,8 kW eli taitaa olla reilusti enemmän kuin 3 kW koneen mekaaninen teho.

Lue lisää

Toteutuksen ideologiaan tai linkkisi esittämään laitteeseen en puutu, mutta muuten näytät olevan hieman hakoteillä vesisuihkun teoriasta.

50 mm putkesta ei nopeudella 12 m/s saa lähellekään 300 N työntövoimaa, massavirta ei edes kyseisellä nopeudella ole 24 kg/s ja tehontarvekin menee samoihin puihin.

Keskustelu lähtee auttamattomasti väärille raiteille jos alkuoletuksissa jo rämmitään, joten tarkistanet hieman noita laskelmiasi .

e.d.k kirjoitti:

Toteutuksen ideologiaan tai linkkisi esittämään laitteeseen en puutu, mutta muuten näytät olevan hieman hakoteillä vesisuihkun teoriasta.

50 mm putkesta ei nopeudella 12 m/s saa lähellekään 300 N työntövoimaa, massavirta ei edes kyseisellä nopeudella ole 24 kg/s ja tehontarvekin menee samoihin puihin.

Keskustelu lähtee auttamattomasti väärille raiteille jos alkuoletuksissa jo rämmitään, joten tarkistanet hieman noita laskelmiasi .

Lue lisää

Olet oikeassa työntövoima on vain 283 N ja massavirta 23,6 kg/s, jos putken sisähalkaisija on 50 mm ja nopeus 12 m/s. Tarvittava teho virtaukseen on 1,696 kW, joten se oli sentään aika oikein.

Jos olet eri mieltä, laske sitten omat arvosi. Ei vesisuihkun teoria vaikeaa ole. Kysehän on vain veden "heittämisen" aiheuttamasta impulssista eli työntövoima on massavirta * nopeuden muutos. Koska vene on paikallaan on nopeuden muutos sama kuin suihkun nopeus eli 12 m/s*23,6 kg/s= 283 kmg/s^2=283 N.

Teho taas tulee suoraan suihkun kineettisestä energiasta eli 0,5*m*V^2 = 0,5*23,6 kg/s * (12 m/s)^2 = 1700 kgm^2/s^3 = 1700 Nm/s = 1700 W.

Tuohon sitten pitää lisätä painehäviötä veden sisäänotosta, mutkista, venttiileistä jne. Pari 90 asteen mutkaa ja veden sisäänotto tekevät helposti 1 bar painehäviön 12 m/s nopeudella (todella suuri, teollisuudessa nesteet virtaavat putkistoissa ~1 m/s). 1 bar painehäviö lisää virtaukseen tarvittavaa tehoa 2,4 kW eli yhteensä 4,1 kW.

Joakim1 kirjoitti:

Olet oikeassa työntövoima on vain 283 N ja massavirta 23,6 kg/s, jos putken sisähalkaisija on 50 mm ja nopeus 12 m/s. Tarvittava teho virtaukseen on 1,696 kW, joten se oli sentään aika oikein.

Jos olet eri mieltä, laske sitten omat arvosi. Ei vesisuihkun teoria vaikeaa ole. Kysehän on vain veden "heittämisen" aiheuttamasta impulssista eli työntövoima on massavirta * nopeuden muutos. Koska vene on paikallaan on nopeuden muutos sama kuin suihkun nopeus eli 12 m/s*23,6 kg/s= 283 kmg/s^2=283 N.

Teho taas tulee suoraan suihkun kineettisestä energiasta eli 0,5*m*V^2 = 0,5*23,6 kg/s * (12 m/s)^2 = 1700 kgm^2/s^3 = 1700 Nm/s = 1700 W.

Tuohon sitten pitää lisätä painehäviötä veden sisäänotosta, mutkista, venttiileistä jne. Pari 90 asteen mutkaa ja veden sisäänotto tekevät helposti 1 bar painehäviön 12 m/s nopeudella (todella suuri, teollisuudessa nesteet virtaavat putkistoissa ~1 m/s). 1 bar painehäviö lisää virtaukseen tarvittavaa tehoa 2,4 kW eli yhteensä 4,1 kW.

Lue lisää

Tarkoitettu vain Joakimille.
Olet kompastellut samaan asiaan aikaisemminkin ja jo olisi viimein aika...

Olen hieman pettynyt, annoin nimittäin jo ' vinkin ' missä olet harhateillä, nimittäin toteamus että massavirta ei ole 24 kg/s !

Lasket työntövoimaa impulssikaavasta johdetulla kaavalla, joka voidaan muokata muotoon F = m/t *v .
Tässä m/t on massavirta, jonka suuruus on pinta-ala*nopeus*tiheys roo*A*v ja tässä on se sinun virheesi.
Alkuperäisen impulssikaavan mukaan voima on vakio, kuten kiihtyvyyskin joten massavirran suuruus ei ole loppunopeuden mukainen , vaan keskinopeuden eli paikaltaan kiihdytettynä se on puolet loppunopeudesta.
Sama juttu tehoa laskettaessa, jonka kyllä olet omaksunut, siinäkin käytetään keskinopeutta eikä loppunopeutta (ilmeisesti olet huomioinut asian hyötysuhteen kaavasta )
Siis yleisessä muodossaan impulssin kaava on F= roo*A*(V-v)*(v v)/2, siinä V on ulostulonopeus ja v on sisääntulonopeus.
Kun puhallus alkaa 0 nopeudesta kaava on F = ½roo*A*v^2, eikä käyttämäsi ilman kerrointa ½.
Sama kaava toimii toisin päin, jos vesi pysäytetään kaava kuvaa vastusta ja jos muokataan että F/A =P niin päädytään Bernoullin nopeus-paine-yhtälöön P=½roo*v^2.

Toinen esimerkki samasta asiasta ilman impulssikaavaa :
Oletetaan säiliö vettä, jonka pinnan korkeus on h.
Pohjalla on säiliön ulkopuolella ylöspäin suunnattu hana johon tietenkin vaikuttaa paine P =roo*g*h.
Jos venttiili avataan niin paine antaa virtaavalle vedelle häviöttömissä olosuhteissa nopeuden, joka nostaa veden korkeudelle h eli säiliön pinnan tasalle.
Korkeudelle h yltävän suihkun lähtönopeus on oltava v = sqrt(2*g*h), (muunnettu suoraan kaavasta s=½at^2), kun kaava muutetaan muotoon gh =½v^2 ja sijoitetaan edellä olevaan paineen kaavaan päädytään tulokseen P=½roo*v^2 josta F = ½roo*A*v^2

Näin siis virtauksen kiihdyttäminen vaatii voimaa F= ½roo*A*(V^2-v^2) ja tehoa P=F*(V v)/2.

Tätä keski-ja loppunopeutta sotkee usein eri yhteyksissä käytetty erilainen merkintä massavirralle ja sen olemus olisi ymmärrettävä yhteydestä missä se esitetään.
Virhe on esimerkkki kuinka pelkkä MAOL.n kaavojen käyttö voi viedä syvälle metsään ellei ymmärrä mistä ne on johdettu.

Älä nyt sekoita potkurin laskemista avovedessä suppilomallilla putkesta tulevan virtauksen työntövoimaan. On tullut tuo suppilomalli johdettua kuten myös vaikkapa tuulivoimalan hyötysuhteen teoreettinen maksimi, joka perustuu samaan oletukseen.

Tässä on nyt kuitenkin kyse virtauksesta putkessa ja sen purkautuessa ilmaan syntyvästä työntövoimasta. Aivan samalla tavalla kuin vesisuihkuvetolaite toimii veneen ollessa paikallaan. Kaavat löytyvät vaikkapa täältä: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/646635.pdf

Massavirta on hyvin helposti määritelty rhoo*V*A missä tahansa kohtaa putkistoa, tietysti molemmat samassa kohtaa. Ei siinä todellakaan käytetä keskiarvoa. Työntövoimaa ja tarvittavaa tehoa laskettaessa käytetään sitä purkausaukon pinta-alaa.

Tässä vielä potkuriteoriaa. Potkuri toimii avoimessa vedessä (tai ilmassa) ja sen virtauksen oletetaan suppenevan kiihtyessään niin, että potkurin kohdalla nopeus on mainitsemasi keskiarvo. Tuo ei tietenkään päde tunnelissa oleville potkureille, jolloin nopeusmuutos voi tapahtua vain tunnelin ulkopuolella. http://www.mh-aerotools.de/airfoils/propuls4.htm

Tuosta säiliö esimerkistäsi en kyllä ymmärtänyt mitä ajoit takaa. Tietysti nopeus saadaan laskemalla pinnan potentiaalienergiasta kineettinen energia. Sehän tulee jo suoraan Bernoullin yhtälöstä häviöttömälle virtaukselle.

Sitten kun tuo virtaus "heitetään ylös" nousee säliön jalkoihin kohdistuva voima arvolla m'*V eli impulssin mukaisesti. Homma on aivan sama, jos tuo putken suu korvattaisiin ihmisellä heittämässä kiviä ylöspäin niin, että keskimääräinen kivien masssavirta oli m' ja nopeus V. Tuolle pätee F= m'*V.

Tossa vielä yksi linkki aiheesta: http://www.engineeringtoolbox.com/jet-discharge-propulsion-force-d_1868.html

Joakim1 kirjoitti:

Älä nyt sekoita potkurin laskemista avovedessä suppilomallilla putkesta tulevan virtauksen työntövoimaan. On tullut tuo suppilomalli johdettua kuten myös vaikkapa tuulivoimalan hyötysuhteen teoreettinen maksimi, joka perustuu samaan oletukseen.

Tässä on nyt kuitenkin kyse virtauksesta putkessa ja sen purkautuessa ilmaan syntyvästä työntövoimasta. Aivan samalla tavalla kuin vesisuihkuvetolaite toimii veneen ollessa paikallaan. Kaavat löytyvät vaikkapa täältä: http://www.dtic.mil/dtic/tr/fulltext/u2/646635.pdf

Massavirta on hyvin helposti määritelty rhoo*V*A missä tahansa kohtaa putkistoa, tietysti molemmat samassa kohtaa. Ei siinä todellakaan käytetä keskiarvoa. Työntövoimaa ja tarvittavaa tehoa laskettaessa käytetään sitä purkausaukon pinta-alaa.

Tässä vielä potkuriteoriaa. Potkuri toimii avoimessa vedessä (tai ilmassa) ja sen virtauksen oletetaan suppenevan kiihtyessään niin, että potkurin kohdalla nopeus on mainitsemasi keskiarvo. Tuo ei tietenkään päde tunnelissa oleville potkureille, jolloin nopeusmuutos voi tapahtua vain tunnelin ulkopuolella. http://www.mh-aerotools.de/airfoils/propuls4.htm

Tuosta säiliö esimerkistäsi en kyllä ymmärtänyt mitä ajoit takaa. Tietysti nopeus saadaan laskemalla pinnan potentiaalienergiasta kineettinen energia. Sehän tulee jo suoraan Bernoullin yhtälöstä häviöttömälle virtaukselle.

Sitten kun tuo virtaus "heitetään ylös" nousee säliön jalkoihin kohdistuva voima arvolla m'*V eli impulssin mukaisesti. Homma on aivan sama, jos tuo putken suu korvattaisiin ihmisellä heittämässä kiviä ylöspäin niin, että keskimääräinen kivien masssavirta oli m' ja nopeus V. Tuolle pätee F= m'*V.

Tossa vielä yksi linkki aiheesta: http://www.engineeringtoolbox.com/jet-discharge-propulsion-force-d_1868.html

Lue lisää

Sitkeätä on.
Kyseessä on fluidi massan kiihdyttämisen teoreettinen kuvaus, joka ei huomioi tapaa miten tai missä paine muodostetaan vain liikkeelle saadulla massalla ja sen nopeudella on merkitystä kiihdytysvoimaan.

Antamassasi linkissä jota kuvasit avopotkuritapaukseksi päädytään esittämääni voiman yhtälöön.

Tässä linkki tiedostoon Numerical Analysis of a Waterjet Propulsion System.

https://www.google.fi/url?sa=t&rct=j&q=&esrc=s&source=web&cd=3&ved=0ahUKEwjj8san-eHNAhWGAJoKHffIAGAQFggvMAI&url=https://pure.tue.nl/ws/files/2277312/200612081.pdf&usg=AFQjCNF-EWgLgD7tmPk75uiWhSGuszAb6A&cad=rja

Myös tästä löytyy laskentamalli työntövoimalle:

T = P*A = ½ p*A*(v^2in - v^2out) , (kaava 2.41 )

eli täsmälleen sama kuin avopotkurilla kuten kuuluukin.
Olet aiemminkin esittänyt että avopotkurin ja tunnelin fluidin kiihdyttäminen poikkeaisivat toisistaan jopa 100 %, vaikea edes arvailla mistä väärinkäsityksesi johtuu.

Se vesisäiliö juttu oli osoitus että sama asia voidaan laskea myös niin että impulssikaavan massavirta ei liity mitenkään toimitukseen.

Muuten hyvä, mutta kaava 2.41 on otsikon "2.32 Open Propeller Thrust" eli se kuvaa juuri avovesipotkurin työntövoiman laskentaa suppilomallilla. Eikä tuota suppilokaavaa oikeastaan edes voi käyttää tapaukselle Vin=0 (vene paikallaan), koska koko homma perustuu oletukseen, että massavirta pysyy vakiona suppilossa. Jos Vin=0 ei ole massavirtaa suppilon sisäänvirtauspäässä.

2.52 on sitten oikea kaava vesisuihkulle (otsikon "2.3.3 Waterjet Thrust" alla) ja se on sama kuin esittämäni. Oikeastaan aivan alussa oleva kaava 1.2 on jo täysin sama, mutta tuossa 2.52:ssa on myös tuo suuttimen pinta-ala, kuten olen laskenut. Myöhemmin kuvassa 7.2 verrataan ko. kaavan tuloksia tarkempiin malleihin ja todetaan kaava erittäin tarkaksi 31-35 solmun alueella. 36-47 alueella virhe kasvaa hiljalleen muutamaan prosenttiin.

Joakim1 kirjoitti:

Muuten hyvä, mutta kaava 2.41 on otsikon "2.32 Open Propeller Thrust" eli se kuvaa juuri avovesipotkurin työntövoiman laskentaa suppilomallilla. Eikä tuota suppilokaavaa oikeastaan edes voi käyttää tapaukselle Vin=0 (vene paikallaan), koska koko homma perustuu oletukseen, että massavirta pysyy vakiona suppilossa. Jos Vin=0 ei ole massavirtaa suppilon sisäänvirtauspäässä.

2.52 on sitten oikea kaava vesisuihkulle (otsikon "2.3.3 Waterjet Thrust" alla) ja se on sama kuin esittämäni. Oikeastaan aivan alussa oleva kaava 1.2 on jo täysin sama, mutta tuossa 2.52:ssa on myös tuo suuttimen pinta-ala, kuten olen laskenut. Myöhemmin kuvassa 7.2 verrataan ko. kaavan tuloksia tarkempiin malleihin ja todetaan kaava erittäin tarkaksi 31-35 solmun alueella. 36-47 alueella virhe kasvaa hiljalleen muutamaan prosenttiin.

Lue lisää

Luehan uudelleen mitä siinä linkissä sanotaan sen kaavan kuvaavan ja mihin se Bernoullin työntövoiman kuvaus sopii.

>>>>>>
" suppilokaavaa oikeastaan edes voi käyttää tapaukselle Vin=0 (vene paikallaan), koska koko homma perustuu oletukseen, että massavirta pysyy vakiona suppilossa. Jos Vin=0 ei ole massavirtaa suppilon sisäänvirtauspäässä. "
>>>>>

Tähän en viitsi edes vastata, et näytä olevan lainkaan selvillä mitä kaavan symboleilla tarkoitetaan, mutta mietti mitä eroa on kun jetti imee seisovaa vettä tai imutorveen tunkee valmiiksi liike-energiaa sisältävä virta.

Virheesi on edelleen että et osaa erottaa mitä se massavirta tarkoittaa silloin kun kaava esitetään muodossa F =m' *(V-v), (kuvaa liikemäärän muutosta) jossa m' tarkoittaa keskinopeuden mukaista massavirtaa kuten kiihtyvässä liikkeessä kuuluukin eli rooA(V v)/2 ja kuten näet se muodostaa juuri kyseisen yhtälön.

Olit myös sitä mieltä että propulsion teho lasketaan voima kertaa suihkun nopeus, sama virhe.
Kaiketi tunnet hyötysuhteen kaavan n = 2/(1 V/s) jossa s on veneen nopeus ja V suihkun tai potkurivirran nopeus.
Venettä kuljettava teho on F*s ja propulsion teho F*propulsion nopeus, joka pitää olla (s V)/2, näiden suhteesta tulee edellä oleva hyötysuhteen kaava eli teho lasketaan myös keskinopeudella.

Jos edelleen olet sitä mieltä että massavirtojen liikemääriä lasketaan erilaisilla kaavoilla jos sivuja rajaa mielikuva tai aito este, niin kai olet myös selvillä perusteista tai kuinka pitkä rengas on potkurin ympärillä oltava että massan liike-energia muuttuu täysin ?

Mikä on suppilokaava ?

Joakim1 kirjoitti:

Muuten hyvä, mutta kaava 2.41 on otsikon "2.32 Open Propeller Thrust" eli se kuvaa juuri avovesipotkurin työntövoiman laskentaa suppilomallilla. Eikä tuota suppilokaavaa oikeastaan edes voi käyttää tapaukselle Vin=0 (vene paikallaan), koska koko homma perustuu oletukseen, että massavirta pysyy vakiona suppilossa. Jos Vin=0 ei ole massavirtaa suppilon sisäänvirtauspäässä.

2.52 on sitten oikea kaava vesisuihkulle (otsikon "2.3.3 Waterjet Thrust" alla) ja se on sama kuin esittämäni. Oikeastaan aivan alussa oleva kaava 1.2 on jo täysin sama, mutta tuossa 2.52:ssa on myös tuo suuttimen pinta-ala, kuten olen laskenut. Myöhemmin kuvassa 7.2 verrataan ko. kaavan tuloksia tarkempiin malleihin ja todetaan kaava erittäin tarkaksi 31-35 solmun alueella. 36-47 alueella virhe kasvaa hiljalleen muutamaan prosenttiin.

Lue lisää

Voisitko Joakim selittää tarkemmin käsitystäsi että voimalle olisi kaksi toisistaan poikkeavaa oikeaa laskukaavaa.
Jos käytetään kaavaa F=pAv^2 paikaltaan veden kiihdyttämiseen, niin kun lisätään kertoimet v ja t (nopeus,aika) niin Fvt =pAtv^3.
Vasen puoli kuvaa voiman tekemää työtä ja oikea puoli sen suuruutta liike-energiana jossa pAvt on ajassa t tullut massa ja liike-energia olisi silloin mv^2 ?

Olisiko lähtökaava F =pAv^2 sittenkin väärin, jos siinä olisi se kerroin ½ niin liike-energiakin näyttäisi tutummalta.

Voi herranjestas sentään!

Missä kohdassa kaavan 2.41 lähimaastossa sanotaan, että sillä on mitään tekemistä vesisuihkuvetolaitteen kanssa. Kyse on avovedessä (tai -ilmassa) toimivasta potkurista, jolle lasketaan taseet virtaviivojen mukaan. Virtaviivat muodostavat suppilon, jossa massavirta on vakio, pinta-ala pienenee ja nopeus kiihtyy. Tekstissä mainittu "streamtube" siis tarkoittaa tuota, ei fyysistä putkea.

Jos vene ei liiku, potkurille ei tule virtausta ko. teorian mukaisesti. Tuo streamtube ei enää ole suppilomainen ennen potkuria, vaan potkuri imee puolipallomaisesti sekä imupuolelta että sivuilta vettä.

Massavirta on massavirta. Tuossa avovesipotkurin tapauksessa se on potkurin kohdalla tai missä vain muuallakin kuvitteellisessa suppilossa rhoo*V*A, mutta tietysti V ja A pitää olla määritelty samassa tasossa. Potkurin kohdalla (pinta-ala potkurin halkaisijan mukainen ympyrä) suppiloteorian mukaan nopeus on keskiarvo veneen nopeudesta ja potkurivirran nopeudesta.

Tämä ei tietenkään päde vesisuihkulle, joka on putkessa, koska poikkipinta-ala ei muutu ja nopeus on vakio putkessa (tai sen pinta-alan mukainen). Siinä siis streamtube on oikea fyysinen putki, jonka pinta-alat määräytyvät sen dimensioden mukaan eikä sitä lasketa taseista, kuten avovesipotkurin suppilomallissa. Mukaan voidaan ottaa myös putkea edeltävä pätkä kuvitteellista putkea, muten kuten tuolla sanotaan se ei ole tarpeen, vaan tuo yksinkertainen kaava 2.52 on tarkka sellaisenaan.

Erityisesti se ei ole tarpeen vesisuihkukeulapotkurissa, jossa imu tapahtuu pohjan alta pystysuoraan. Imualueella vedellä ei siis ole liikemäärää lopullisen työnnön suuntaan ja työntövoima tulee puhtaasti purkautuvan veden liikemäärästä.

Koskas olen sanonut, että teho lasketaan voima * suihkun nopeus? Suihkun "tekeminen" vaatii sen liike-energian muutoksen verran tehoa ( painehäviöt putkistossa pumpun häivöt moottorin häviöt). Hyötyteho tulee sen liikemäärän muutoksesta lasketun voiman ja veneen nopeuden mukaan. Ko. tapauksessa hyötyteho on nolla koska vene on paikallaan. Hyötysuhde on noiden kahden suhde eli nolla ko. tapauksessa.

missä-mennään kirjoitti:

Voisitko Joakim selittää tarkemmin käsitystäsi että voimalle olisi kaksi toisistaan poikkeavaa oikeaa laskukaavaa.
Jos käytetään kaavaa F=pAv^2 paikaltaan veden kiihdyttämiseen, niin kun lisätään kertoimet v ja t (nopeus,aika) niin Fvt =pAtv^3.
Vasen puoli kuvaa voiman tekemää työtä ja oikea puoli sen suuruutta liike-energiana jossa pAvt on ajassa t tullut massa ja liike-energia olisi silloin mv^2 ?

Olisiko lähtökaava F =pAv^2 sittenkin väärin, jos siinä olisi se kerroin ½ niin liike-energiakin näyttäisi tutummalta.

Lue lisää

Nyt pitää erottaa kaksi asiaa eli hyödyksi saatu työntövoima ja potkurivirran kiihdyttämiseen vaadittava teho.

Liike-energiassa on se puolikas eli veteen saatu liike-energiasta lasketettu teho on 0,5 * m' * V^2, missä m' on siis massavuo (kg/s) eikä massa. Tuo on siis teho ja voimasta saadaan teho kertomalla nopeudella. Kun vettä kiihdytetään, pitäisi siis integroida voiman ja nopeuden tuloa kiihdytysmatkalle. Suppiloteorian mukaisesti avovesipotkurilla nopeus potkurin kohdalla on keskiarvo tulonopeudesta (nyt nolla) ja loppunopeudesta (V). Siis F*0.5*V=0,5*m'*V^2. Tuosta siis tulee F=m' *V ja vastaavasti m'=rho*A_prop*0,5*V eli F =0,5*rho*A_prop*V^2.

Potkurin tapauksessa ollaan kiinnostuneita potkuriakselille tulevasta työntövoimasta, joten se lasketaan noin.

SItten vesisuihkun tapauksella ei olla kiinnostuineita pumpun juoksupyörän akselille tulevista voimista, vaikka se olisiki potkurin kaltainen. Vesisuihkun työntövoima muodostuu laajemmin koko yksikön pintojen kautta. Tuo on helppo sisäistää ajattemalla vesisuihkuvetolaitetta pakilla. Edelleen juoksupyörä kiihdyttää vettä samaan suuntaan ja sen akselilla voimat ovat kuten eteenpäin ajettaessa, mutta koko vetolaitteen osalta voimat ovatkin vastakkaiseen suuntaan.

Vesisuihkuvetolaitteessa loppunopeus on suuttimen kohdalla, jonka pinta-ala on tunnettu. Sen osalta ei ole tarpeen miettiä veden kiihdytyksen vaatimia voimia ellei olla suunnittelemassa juoksupyörää ja kanavistoa. Työntövoima syntyy aivan saman kaavan mukaan eli F=m'*V. Nyt vain m' on helppo laskea suoraan V:sta kaavalla m'=rho*A_suutin*V. Ainoa ero avovesipotkuriin oli lopulta siis massavirran laskemisessa (tai loppunopeuden sijainnissa). Potkurissa tunnetaan se potkurin pinta-ala, joten loppunopeutta ei voi suoraan käyttää, koska se ei ole potkurin kohdalla. Vesisuihkussa sen sijaan loppunopeus on juuri suuttimen kohdalla eikä enää siitä kasva.

Jos potkuri on pitkähkössä putkessa, kuten keulapotkuri, se toimii kuten vesisuihku. Jos putken pinta-ala on vakio, on nopeuskin vakio koko putkessa ja sama kuin loppunopeus. Kiihtyminen on siis tapahtunut jo putken imuaukolla eikä purkuaukon jälkeen enää nopeus kasva. Tällekin tietysti pätee F=m'*V, mutta nyt m'=rho*A_prop*V eli massavirta on 2-kertainen verrattuna avovesipotkuriin, jos loppunopeus on sama. Silloin tietysti työntövoimakin on suurempi, mutta myös tehoa vaaditaan enemmän.

Joakim1 kirjoitti:

Nyt pitää erottaa kaksi asiaa eli hyödyksi saatu työntövoima ja potkurivirran kiihdyttämiseen vaadittava teho.

Liike-energiassa on se puolikas eli veteen saatu liike-energiasta lasketettu teho on 0,5 * m' * V^2, missä m' on siis massavuo (kg/s) eikä massa. Tuo on siis teho ja voimasta saadaan teho kertomalla nopeudella. Kun vettä kiihdytetään, pitäisi siis integroida voiman ja nopeuden tuloa kiihdytysmatkalle. Suppiloteorian mukaisesti avovesipotkurilla nopeus potkurin kohdalla on keskiarvo tulonopeudesta (nyt nolla) ja loppunopeudesta (V). Siis F*0.5*V=0,5*m'*V^2. Tuosta siis tulee F=m' *V ja vastaavasti m'=rho*A_prop*0,5*V eli F =0,5*rho*A_prop*V^2.

Potkurin tapauksessa ollaan kiinnostuneita potkuriakselille tulevasta työntövoimasta, joten se lasketaan noin.

SItten vesisuihkun tapauksella ei olla kiinnostuineita pumpun juoksupyörän akselille tulevista voimista, vaikka se olisiki potkurin kaltainen. Vesisuihkun työntövoima muodostuu laajemmin koko yksikön pintojen kautta. Tuo on helppo sisäistää ajattemalla vesisuihkuvetolaitetta pakilla. Edelleen juoksupyörä kiihdyttää vettä samaan suuntaan ja sen akselilla voimat ovat kuten eteenpäin ajettaessa, mutta koko vetolaitteen osalta voimat ovatkin vastakkaiseen suuntaan.

Vesisuihkuvetolaitteessa loppunopeus on suuttimen kohdalla, jonka pinta-ala on tunnettu. Sen osalta ei ole tarpeen miettiä veden kiihdytyksen vaatimia voimia ellei olla suunnittelemassa juoksupyörää ja kanavistoa. Työntövoima syntyy aivan saman kaavan mukaan eli F=m'*V. Nyt vain m' on helppo laskea suoraan V:sta kaavalla m'=rho*A_suutin*V. Ainoa ero avovesipotkuriin oli lopulta siis massavirran laskemisessa (tai loppunopeuden sijainnissa). Potkurissa tunnetaan se potkurin pinta-ala, joten loppunopeutta ei voi suoraan käyttää, koska se ei ole potkurin kohdalla. Vesisuihkussa sen sijaan loppunopeus on juuri suuttimen kohdalla eikä enää siitä kasva.

Jos potkuri on pitkähkössä putkessa, kuten keulapotkuri, se toimii kuten vesisuihku. Jos putken pinta-ala on vakio, on nopeuskin vakio koko putkessa ja sama kuin loppunopeus. Kiihtyminen on siis tapahtunut jo putken imuaukolla eikä purkuaukon jälkeen enää nopeus kasva. Tällekin tietysti pätee F=m'*V, mutta nyt m'=rho*A_prop*V eli massavirta on 2-kertainen verrattuna avovesipotkuriin, jos loppunopeus on sama. Silloin tietysti työntövoimakin on suurempi, mutta myös tehoa vaaditaan enemmän.

Lue lisää

Ei tarvita mitään tehoa, hyödyksi saatua työntövoimaa tai integrointeja tai pohdiskelua kuinka se välittyy alustaansa.

Kun vakiovoima vaikuttaa tietyn matkan siinä on se energiamäärä joka pitäisi sitten muuttua veden liike-energiaksi , vain tätä epäsuhtaa kysyttiin.

Joakim1 kirjoitti:

Nyt pitää erottaa kaksi asiaa eli hyödyksi saatu työntövoima ja potkurivirran kiihdyttämiseen vaadittava teho.

Liike-energiassa on se puolikas eli veteen saatu liike-energiasta lasketettu teho on 0,5 * m' * V^2, missä m' on siis massavuo (kg/s) eikä massa. Tuo on siis teho ja voimasta saadaan teho kertomalla nopeudella. Kun vettä kiihdytetään, pitäisi siis integroida voiman ja nopeuden tuloa kiihdytysmatkalle. Suppiloteorian mukaisesti avovesipotkurilla nopeus potkurin kohdalla on keskiarvo tulonopeudesta (nyt nolla) ja loppunopeudesta (V). Siis F*0.5*V=0,5*m'*V^2. Tuosta siis tulee F=m' *V ja vastaavasti m'=rho*A_prop*0,5*V eli F =0,5*rho*A_prop*V^2.

Potkurin tapauksessa ollaan kiinnostuneita potkuriakselille tulevasta työntövoimasta, joten se lasketaan noin.

SItten vesisuihkun tapauksella ei olla kiinnostuineita pumpun juoksupyörän akselille tulevista voimista, vaikka se olisiki potkurin kaltainen. Vesisuihkun työntövoima muodostuu laajemmin koko yksikön pintojen kautta. Tuo on helppo sisäistää ajattemalla vesisuihkuvetolaitetta pakilla. Edelleen juoksupyörä kiihdyttää vettä samaan suuntaan ja sen akselilla voimat ovat kuten eteenpäin ajettaessa, mutta koko vetolaitteen osalta voimat ovatkin vastakkaiseen suuntaan.

Vesisuihkuvetolaitteessa loppunopeus on suuttimen kohdalla, jonka pinta-ala on tunnettu. Sen osalta ei ole tarpeen miettiä veden kiihdytyksen vaatimia voimia ellei olla suunnittelemassa juoksupyörää ja kanavistoa. Työntövoima syntyy aivan saman kaavan mukaan eli F=m'*V. Nyt vain m' on helppo laskea suoraan V:sta kaavalla m'=rho*A_suutin*V. Ainoa ero avovesipotkuriin oli lopulta siis massavirran laskemisessa (tai loppunopeuden sijainnissa). Potkurissa tunnetaan se potkurin pinta-ala, joten loppunopeutta ei voi suoraan käyttää, koska se ei ole potkurin kohdalla. Vesisuihkussa sen sijaan loppunopeus on juuri suuttimen kohdalla eikä enää siitä kasva.

Jos potkuri on pitkähkössä putkessa, kuten keulapotkuri, se toimii kuten vesisuihku. Jos putken pinta-ala on vakio, on nopeuskin vakio koko putkessa ja sama kuin loppunopeus. Kiihtyminen on siis tapahtunut jo putken imuaukolla eikä purkuaukon jälkeen enää nopeus kasva. Tällekin tietysti pätee F=m'*V, mutta nyt m'=rho*A_prop*V eli massavirta on 2-kertainen verrattuna avovesipotkuriin, jos loppunopeus on sama. Silloin tietysti työntövoimakin on suurempi, mutta myös tehoa vaaditaan enemmän.

Lue lisää

" Suppiloteorian mukaisesti avovesipotkurilla nopeus potkurin kohdalla on keskiarvo tulonopeudesta (nyt nolla) ja loppunopeudesta (V). Siis F*0.5*V=0,5*m'*V^2. Tuosta siis tulee F=m' *V ja vastaavasti m'=rho*A_prop*0,5*V eli F =0,5*rho*A_prop*V^2."

No nyt päästään jo kehäpäätelmiin.
Ensinnäkään virtauksen nopeus ei potkurin kohdalla ole keskinopeus ja toisaalta jos yritetään pelastua esittämällä että tässä onkin käytettävä työlle nopeutta v/2 niin mikäpä siinä, mutta sitten se ½roAv^2 johtaa liike-energiaksi 1/4 mv^2 ja ollaan saman ongelman parissa eli toinen on väärä.

52-76 kirjoitti:

" Suppiloteorian mukaisesti avovesipotkurilla nopeus potkurin kohdalla on keskiarvo tulonopeudesta (nyt nolla) ja loppunopeudesta (V). Siis F*0.5*V=0,5*m'*V^2. Tuosta siis tulee F=m' *V ja vastaavasti m'=rho*A_prop*0,5*V eli F =0,5*rho*A_prop*V^2."

No nyt päästään jo kehäpäätelmiin.
Ensinnäkään virtauksen nopeus ei potkurin kohdalla ole keskinopeus ja toisaalta jos yritetään pelastua esittämällä että tässä onkin käytettävä työlle nopeutta v/2 niin mikäpä siinä, mutta sitten se ½roAv^2 johtaa liike-energiaksi 1/4 mv^2 ja ollaan saman ongelman parissa eli toinen on väärä.

Lue lisää

Kerrotko vielä missä kohtaa tuossa on se kehäpäätelmä? Se, että nopeus on keskiarvo potkurin kohdalla on varsin helppo johtaa ja on tehty vaikkapa täällä: http://web.mit.edu/16.unified/www/FALL/thermodynamics/notes/node86.html

Tai onhan se sinänsä kehäpäätelmä, että se on oikeastaan samalla tuon johto. Eli on pakko olla niin, että kiihdyttävä voima tapahtuu keskimäärin keskinopeudella, jotta energia säilyy. Koska kiihdyttävä voima tehdään potkurilla, tulee vastavoima potkuriakselille ja potkurin kohdalla on oltava keskimääräinen nopeus.

Joka tapauksessa F=m' * V (tai F = m' * (V2-V1), jos vene liikkuu) ja tuon aikaasaamiseksi tarvittava teho on 0,5*m'*V^2. Tämä pätee mille tahansa massan siirtoon perustuvalle propulsiolle. Oli se sitten kivien heittämistä veneestä taaksepäin, veden suihkuttamista ilmaan tai potkurilla vedessä. Eihän noissa kaavoissa ole erona muuta kuin juuri se missä se suurin nopeus on ja mikä siinä kohtaa on pinta-ala.

Kuvitellaan se vesisuihkun suutin potkurin taakse missä se kuvitteellinen suppilo on pienimmillään. Nyt ko. kohdassa pätee m'=rho*A_suutin*V_suutin. Koska V_suutin on myös se suurin nopeus, F=m' * V_suutin. Kyse on siis vain siitä, että pitää tuntea m' ja V. Vesisuihkusta ne ovat melko helposti mitattavissa, mutta potkurista ei. Potkurin aiheuttama massavirta on pitkälti määrittelyksymyskin, sillä se aiheuttaa ympärilleen monimutkaisen virtauskentän. Mistä massavirta pitää mitata? Potkurin kohdalta vai sen takaa? Kuinka suurelta halkaisijalta? Vesisuihkulle tai keulapotkurille nuo ovat täysin yksiselitteisiä, kun massavirta kulkee putken läpi.

Potkurista sen sijaan on helppo mitata työntövoima ja vääntömomentti akselilta. Vesisuihkusta työntövoima pitää mitata koko laitteen tai jopa koko veneen osalta. Paaluvedossa se on helppoa, mutta liikkeessä ei.

missä-mennään kirjoitti:

Ei tarvita mitään tehoa, hyödyksi saatua työntövoimaa tai integrointeja tai pohdiskelua kuinka se välittyy alustaansa.

Kun vakiovoima vaikuttaa tietyn matkan siinä on se energiamäärä joka pitäisi sitten muuttua veden liike-energiaksi , vain tätä epäsuhtaa kysyttiin.

Lue lisää

Siis mitä epäsuhtaa? Potkurissa työntövoima on sama kuin vedelle liike-energian antanut voima. Voidaan ajatella, että on vain yksi voima. Potkuri aiheuttaa levymäisen voiman virtaukseen, jolla aikaansaadaan virtauksen liike-energia, ja sen vastavoima on työntövoima.

Vesisuihkussa tilanne on täysin eri. Ajattele tuota vesisuihkuvetolaitetta pakilla ja eteen. Vedelle liike-energian antavat voimat ovat samat ja samansuuntaiset, mutta silti työntövoiman suunta vaihtuu. Liike-energialla ei ole suuntaa, mutta liikemäärällä on.

Asiaa voi havainnollistaa myös vesiletkulla. Siinähän liike-eneria on synnetetty jossain kauan ennen hanaa. Silti voit suunnata letkun päähän kohdituvan työntövoiman minne haluat. Voit myös lisätä sitä supistamalla purkuaukkoa, jos vain paine riittää pitämään massavirran suhteellisen vakiona.

e.d.k:lle voisi antaa kotitehtäväksi mitata letkun työntövoima, massavirta ja laskea nopeus letkun sisähalkaisijasta. Lopuksi tietysti katsotaan päteekö F= m' * V.

Eihän se liike synny kohdassa, jossa neste purkautuu ulos. Varsinkin vakiohalkaisijaisella putkella on vakionopeus koko matkallaan eikä putken päässä ole paine-eroa. Tuo P=0,5*rho*V^2 on dynaamisen paineen kaava. Sekä dynaaminen että staattinen paine ovat vakiota putken pään kohdalla eli tuossa ei vaikuta mitään voimia. Työntövoima kohdistuu putken pintoihin, jossain aiemmin. Esimerkiksi mutkaan ennen ulostuloa.

Jossain on pitänyt nostaa konaispainetta tuon P:n verran. Vesisuihkuvetolaitteessa kokonaispaine nousee juoksupyörän kohdalla ja vesisuihkukeulapotkurissa keskipakopumpussa. Tuolla on yleensä eri pinta-ala, nopeus, virtaussuunta ja akselin suunta kuin veden purkauskohdassa. Häviöttömässä virtauksessa (Bernoulli) kokonaispaine säilyy vakiona. Reilusti putken ulkopuolella staattinen paine on sama kuin ulkoinen paine. Imuputken suulla staattinen paine laskee P:n verran ja nousee impellerin kohdalla taas samaksi kuin ulkoinen paine.

Jos tuohon edelliseen lisätään suutin, nopeus ja työntövoima lisääntyvät. Mitä tuossa edellisessä muuttuu? Kokonaispaine nousee uutta korkeampaa P:tä vastaavaksi. Koska dynaaminen paine on edelleen sama ennen suuttimella tapahtuvaa kiihtymistä, on staattinen paine suurempi putkistossa. Tuon staattisen painen integraalista seinille (putken seinät, impellerin lavat jne) tulee työntövoima. Työntövoimaa ei voi laskea purkausaukon pinta-alan ja paineen mukaan!

Höh !

Ei kai kukaan ole väittänyt että liike pitäisi syntyä ulostulokohdassa, sehän olisi mahdotonta nesteillä.
Paine on tosiasia aina ulostulokohtaan ja paine-ero saa aikaan sen rekyylin.
Nopeus on tietysti vakio koko tasapaksulla osalla, se muuten vie sitten pohjan väitteeltäsi että potkurin kohdalla nopeus olisi keskinopeus, jos potkuri olisikin tällä osalla ja vettä imettäisi kauempaa 0 nopeudesta.

Suutin lisää staattista painetta, mutta se ei aiheuta mitään rekyyliä, paine vaikuttaa joka suuntaan samalla voimalla, vain paineen muutos synnyttää rekyylin ja se muutos tapahtuu suuttimella.
Dynaaminen osuus on erikseen ja vaikutukset muihin suuntiin.

" Työntövoimaa ei voi laskea purkausaukon pinta-alan ja paineen mukaan! "

Työntövoiman nimen omaan voi laskea purkausaukon paineesta pinta-alasta, riittää kun tunnetaan järjestelmään vaikuttavat muut paineet ei paine-ero *pinta-ala on juuri se työntövoima

Tuo nopeuden keskiarvo potkurin kohdalla koski avovesipotkuria. Siinä nopeus ei ole vakio, vaan kiihtyy puoliksi ennen ja puoliksi jälkeen potkurin. Samalla potkurin läpi virtaavan veden käyttämä virtauspoikkipinta-ala muuttuu, toisin kuin tasapaksussa putkessa.

Jos putken päässä ei ole suutinta (ja kitkahäviöitä ei huomioida), putken pään lähellä ei ole paine-eroja, joista voisi voimia syntyä. Kiihdytys on tehty putken alussa. Jos siinä on suutin, on kaikki ylimääräinen staattinen paine jo käytetty suuttimen ulkoreunaan mennessä eli staattinen paine on sama kuin ulkoilman paine.

Tästä löytyy peruskaavat tuollaisten tapausten lasketaan: http://brennen.caltech.edu/fluidbook/basicfluiddynamics/momentumtheorem/duct.pdf
Tuolla vain on jostain syystä käytetty kirjainta q nopeudelle ja m:stäkin puuttuu hämäävästi piste, vaikka kyse on massavirrasta eikä massasta.

Tuossa ei oteta mitään kantaa siihen, miten nopeudet syntyvät, mutta ei se ole tarpeenkaan kappaleeseen vaikuttavien voimien kannalta, jos nopeudet tunnetaan. Vesisuihkua noin laskiessa kontrollitilavuus viedään imupuolelta niin pitkälle veteen, että nopeus on veneen nopeus ja paine hydrostaattinen paine. Ulostulosuuttimen ulkopinnalla vaikuttaa ulkoinen paine. Tällöin vaakasuuntainen voima muodostuu puhtaasti vaakasuuntaisen liikemäärän muutoksesta.

Ehkä Nasaa joku täällä uskoo? http://www.grc.nasa.gov/WWW/k-12/airplane/thrsteq.html

Tässä vielä hyvin selkeä esitys asiasta: http://www.engineeringtoolbox.com/jet-discharge-propulsion-force-d_1868.html
Huomatkaa kaavat 3b ja 4. Kotifyysikolle erityisesti kaavan 4 kerroin 2.

Hauska sovellus tuosta on limupulloraketti. Tavalliseen limupulloon laitetaan muutama desi vettä ja sitten pumpataan paineilmaa vaikkapa polkupyörän pumpulla siten, että ilma tulee lähtötelineessä olevan sopivan tiukan korkin läpi.

Ennen kun pullo irtoaa korkista on paineen aihettama työntövoima F=P*A, missä P on paine pullossa ja A suuaukon pinta-ala. Sitten kun vesi pääsee virtaamaan työntövoima kasvaa arvoon F=2*P*A. Paine tietysti laskee, vesi loppuu ja lopulta pullo saa vielä hetken työntövoimaa ilmasta, mutta aika korkealle tuollaisen voi saada. Tässä lisää tuosta:
https://en.wikipedia.org/wiki/Water_rocket
https://www.et.byu.edu/~wheeler/benchtop/pix/thrust_eqns.pdf

" F =2P*A ei tietenkään voi pitää paikkaansa". Tietysti se pitää paikkansa. On huomattavaa, että tuossa P ei vaikuta pinnalla A, vaan on vaikkapa säiliön paine, jolla virtaus kiihdytetään P:tä vastaavaan dynaamiseen paineeseen. Siis P=0,5*rho*V^2. Kun tuon sijoittaa edelliseen kaavaan saa F=rho*V^2*A, jossa rho*V*A = m' eli F= m' *V.

Tuo F=2*P*A tulee suoraan jo yläasteella opituista energian ja liikemäärän säilymisestä. On huomattava, että vesisuihkun tapauksessa työntövoima ei ole sama kuin nestettä kiihdyttävä voima. Työntövoima lasketaan tuolla F=2*P*A tai paljon luonnollisemmin F=m'*V, mutta kiihdytykseen käytetty voima ja sen suunta riippuvat nesteen nopeudesta (siis putken poikkipinta-alasta ja massavirrasta) kiihdytyskohdassa. Putken mutkissa syntyy myös voimia, jotka kääntävät nopeuden ja siten liikemäärän suunnan, mutta eivät muuta nopeuden itseisarvoa eli liike-energia ja dynaaminen paine eivät muutu.

Sitten pitää olla hyvin tarkkana, miten määritellään "putken suusta virtaavan veden rekyylin eli vastavoiman". Jos putki on suora ennen purkauskohtaa ja kiinni jossain ennen ensimmäistä mutkaa, mitää voimaa ei tarvita putken pitämiseksi paikoillaan (no painovoiman kumoamiseksi ehkä). Tämä tulee jo siitä yksinkertaisesta asiasta, että putken seinät ovat purkautuvan virtauksen suuntaisia ja eivät voi siten tuottaa voimaa virtauksen suuntaan (muuta kuin kitkan kautta, joka pyrkii venyttämään putkea pidemmäksi). Jos putkeen tekee mutkan, syntyy mutkan kohdalle voima, jonka voi laskea liikemäärän komponenttien muutoksesta. Tällöin on myös putken seiniä, jotka ovat ko. voiman suuntaisia. Jos putken päässä on suutin, tuo suutin pyrkii suuremman staattisen paineen vaikutuksesta lentämään virtauksen suuntaan eli putki pyrkii entistä voimakkaammin venymään eikä suinkaan taaksepäin.

Asiaa voi hyvin havainnollistaa käsisuihkulla. Laita letku n. 1 m matkalta roikkumaan alas tukien kädellä siis n. 1 m päästä suihkukahvasta. Päästä hanasta vettä suihkuun ja huomaa kuinka virtauksesta näyttää tulevan sivusuuntainen voima. Tämä on mahdollista, koska suihkahvassa on mutka. Toista sama ilman suihkukahvaa pelkällä letkulla. Huomaa kuinka mitään ei tapahdu, kunnes virtaus on varsin suuri. Tällöinkään se metrin pätkä letkua ei pyri ylöspäin, vaan on sivusuunnassa epästabiili. Heti kun letkun suu kääntyy hiukan sivuun tulee suuri voima toiseen suuntaan, mutta ei ylös.

Voima ei siis muodostu suuttimella, ellei se käännä virtausta ja silloinkaan ko. alueella oleva voima ei ole koskaan sellainen, että se pyrkisi työntämään suutinta edeltävään suoraan putken akselisin suuntaisesti "taaksepäin".

Vesisuihkuvetolaitteen työntövoima ei siis muodostu suuttimella olevasta paineesta, vaan koko laitteen pintojen yli integroitavasta paineesta. Ja paineella tarkoitetaan ko. yhteydessä staattista painetta, joka ei ole vakio ellei putki ole suora ja virtausnopeus vakio.

Tässä hyvä "peruskurssi" asiasta ja löytyyhän tuoltakin kaava F=rho*A*v, tosin suihkun pysähtymisessä seinään. http://www.freestudy.co.uk/fluid mechanics/t7203.pdf

Tässä vielä selventävä artikkeli tuosta suihkutestistä: http://download.springer.com/static/pdf/39/art:10.1007/s10694-014-0430-5.pdf?originUrl=http://link.springer.com/article/10.1007/s10694-014-0430-5&token2=exp=1468076707~acl=/static/pdf/39/art:10.1007/s10694-014-0430-5.pdf?originUrl=http://link.springer.com/article/10.1007/s10694-014-0430-5*~hmac=637b34595080ac65185bf6ff3657ce22d56264de506fb68318b61a564e3a940c

Veneisiin palatakseni kaikista helpointa on vain ajatella sekä potkuri että vesisuihku laitteena joka aikaansaa vedelle massavirran m' ja nopeuden(muutoksen) V. Tällöin työntövoima F = m' * (delta)V. Tuossa ei siis ole mitään eroa. Sitten kun mennään laitteen sisälle ja aletaan miettimään paineita ja pinta-aloja, homma on jo paljon monimutkaisempaa. Mutta tuohon ei ole mitään tarvetta ellei satu suunnittelemaan ko. laitteita. Vesisuihkuvetolaitteen valintaohjeesta tai potkurikäyristä etsitään työntövoimat, kierrosluvut ja tehot eri tilanteissa.

Molemmille on myös yhteistä se, että tehoa tarvitaan tuota liikemäärän muutosta vastaavan liike-energian muutoksen verran ( häviöt).

Luulin että tuo 2PA oli viittaus siihen mainosesitteeseen eikä pullojuttuun, jossa P ei ole se purkauspaine.
Ja sitten tähän omaperäiseen fysiikan tulkintaan, suihkun voima muodostuu juuri siinä purkauskohdassa ja vastavoima on aina vastakkaissuuntainen suihkuun, letkun tuenta sitten vaikuttaa mihin suuntaan se kääntyy ja voima on täsmälleen A*dP.
Linkin esitys liikesuunnan muutoksen vaatimista tukivoimista ei liity asiaan, ja missä tahansa laitteessa, jonka työntövoima perustuu massan kiihdyttämiseen, voima riippuu vain virtausmäärästä ja nopeudesta, mikään sisäinen toiminta ei aiheuta muuta kuin sisäisiä toistensa kumoavia tukivoimia ja häviöitä tietenkin.

Se yksinkertainen kysymys jäi vielä vaille vastausta ja toivottavasti viimeinkin jätetään pois kaikki se turha mitä sitä ennen tapahtuu, eli vain sen purkautuvan veden synnyttämä voima .

Olen kai selvästi kertonut kantani että se noudattaa yleisesti hyväksyttyä nopeus-paine yhtälöä.
Se ei kuitenkaan tarkoita että olisin ehdottoman oikeassa, mutta poikkeama vaatii kyllä seikkaperäiset perusteet.

Joa off topic kimille sanoisin että tarkempi tutustuminen hydrodynamiikkaan olisi paikallaan.
Luulen ymmärtäväni tapasi olettaa veden purkautumisen suuttimesta niin että kun letkussa vallitsee tietty paine, ja kun suuttimen kohdalta avataan paineen purkautumistie, niin vastakkaisella puolelle tilaa syntyy sitten purkautumista suurempi paine ja vastavoima kohdistuu sinne vastakkaiselle seinämälle kuten letkun ensimmäiseen mutkaan.
Ajatusmalli on väärä, letkussa vallitsee tietty paine joka kohdistuu samansuuruisena joka paikkaan aiheuttamatta mitään ulkoisia voimia.
Kun suutin avataan, letkun sisällä ei muutu mikään muu kuin virtaus lisääntyy (edellyttäen että virtaus riittää) paine vaikuttaa edelleen joka paikkaan tasaisena , myös siihen avattuun venttiiliin, paine siis ei purkaudu avonaisesta venttiilistä vaan veden kiihdyttämiseen tarvittava paine on täsmälleen sama kuin letkun sisäinen paine ja tässä säilyy se tasapaino että mitä suurempi paine, sitä suurempi on oltava veden kiihtyvyys että tasapaino säilyisi ja massan kiihdyttämiseen tarvittava voima on täysin riippumaton, millä tavalla paine letkuun on muodostettu.
Paineaalto liikkuu nesteessäkin äänen nopeudella, joten mitään paikallisia pysyviä paine-eroja letkun sisälle ei synny.
Asian oikeellisuuden voit mitata vaikka puutarha letkusi paineesta, kunhan et suihkuta niin paljon että virtaushäviöt jo vaikuttavat.

Mitä-tää-taas-on kirjoitti:

Luulin että tuo 2PA oli viittaus siihen mainosesitteeseen eikä pullojuttuun, jossa P ei ole se purkauspaine.
Ja sitten tähän omaperäiseen fysiikan tulkintaan, suihkun voima muodostuu juuri siinä purkauskohdassa ja vastavoima on aina vastakkaissuuntainen suihkuun, letkun tuenta sitten vaikuttaa mihin suuntaan se kääntyy ja voima on täsmälleen A*dP.
Linkin esitys liikesuunnan muutoksen vaatimista tukivoimista ei liity asiaan, ja missä tahansa laitteessa, jonka työntövoima perustuu massan kiihdyttämiseen, voima riippuu vain virtausmäärästä ja nopeudesta, mikään sisäinen toiminta ei aiheuta muuta kuin sisäisiä toistensa kumoavia tukivoimia ja häviöitä tietenkin.

Se yksinkertainen kysymys jäi vielä vaille vastausta ja toivottavasti viimeinkin jätetään pois kaikki se turha mitä sitä ennen tapahtuu, eli vain sen purkautuvan veden synnyttämä voima .

Lue lisää

Mihin mainosesitteeseen? F=2*P*A pätee mille tahansa systeemille, jossa virtaus synnytetään paineella P ja A on purkauspinta-ala, jossa suurin nopeus muodostuu.

Jos viittaat tähän: http://www.engineeringtoolbox.com/jet-discharge-propulsion-force-d_1868.html, tuo ei todellakaan ole mikään mainos, vaan erittäin asiapitoinen ja asiantunteva sivusto eri fysiikan alojen kaavoista ja työkaluista. En muista nähneeni tuolla ainuttakaan virheellistä kaavaa, vaikka olen niitä katsonut monelta eri fysiikan alueelta.

Voima ei todellakaan muodosto siinä purkauskohdassa eikä sen yli ole sitä paine-eroa. Edes säiliössä olevan aukon kohdalla paine-ero ei mene noin, koska virtaus alkaa kiihtyä jo kaukana ennen reikää ja paine heti aukon sisäpuolella on jotain aivan muuta kuin kaukan aukosta oleva säiliön paine. Kyse ei ole staattisesta tilanteesta, jossa paine olisi vakio säiliössä ja aukossa olevan tulppaan kohdistuisi voima F=P*A. Tästä tulee se kuvitteellinen ongelma, että F=2*P*A ei voisi olla oikein. Säiliön seiniin kohdistuu kuitenkin paine P muualla paitsi aukon lähistöllä, jossa on alempi paine dynaamisesta paineesta johtuen ja juuri aukon kohdalla ei tietysti säiliöön kohdistu mitään painetta, kun säiliötä ei edes siinä ole. Juuri tuon aukon kohdalla jää siis pois paineen integraalista säiliön seinien yli F=P*A ja aukon ympärillä olevan alemman paineen alueelta yhteensä toinen F=P*A ja noiden summa F=2*P*A. Virtauksen kannalta ajatellen keskimääräinen nopeus kiihdytyksen aikana on V/2, jolloin samaan tehoon vaaditaan 2-kertainen voima. Tulos on siis tuolta osin sama kuin potkurille eli ajateltaessa paine-eron tapahtuvat kerralla, on pinta-ala kaksinkertaistettava ja nopeus puolitettava.

Voima lasketaan helpoiten kaavalla F=m' * V purkautuvalle vedelle. Säiliöstä purkaukselle se on se F=2*A*P, joka on aivan sama asia. Letkulle tai vesisuihkuvetolaitteella painetta P ei samalla tavalla ole olemassa, vaan se on jossain kaukana ennen (vesijohtoverkoston painesäiliössä, jossa ei ole virtausta). Vesisuihkovetolaitteessa paine ei veneen ollessa paikallaan ole missään pisteessä suuruudeltaan P. Ennen juoksupyörää paine on huomattavasti alhaisempi (selvästi alle ulkoisen paineen) ja sen jälkeenkin paine on vain hiukan yli ulkoisen paineen (tiukalla suuttimella reilusti yli, mutta kuitenkin selvästi alle P:n). Pumppu toki kokonaisuudessaan nostaa kokonaispainetta P:n ( häviöiden) verran. Staattisena paineena sellaista ei kuitenkaan esiinny missään ja staattinen paine on se, millä voimat pinnoille lasketaan.

Nämä eivät ole helppoja asioita, mutta tiedän ne osaavani. Sekä töiden että harrastusten takia on tullut näitä mietittyä ja sovellettua yli 20 vuotta opinnot alalta sitä ennen. Potkureiden virtauskenttiä laskin CFD:llä jo 90-luvun puolivälissä. Silloin joutui oikeasti miettimään miten virtauksen ja kappeleiden välisiä voimia lasketaan. Monesti virtausmekaniikka on kaikkea muuta kuin talonpoikaisjärjen käyttöä.

Joakim1 kirjoitti:

Mihin mainosesitteeseen? F=2*P*A pätee mille tahansa systeemille, jossa virtaus synnytetään paineella P ja A on purkauspinta-ala, jossa suurin nopeus muodostuu.

Jos viittaat tähän: http://www.engineeringtoolbox.com/jet-discharge-propulsion-force-d_1868.html, tuo ei todellakaan ole mikään mainos, vaan erittäin asiapitoinen ja asiantunteva sivusto eri fysiikan alojen kaavoista ja työkaluista. En muista nähneeni tuolla ainuttakaan virheellistä kaavaa, vaikka olen niitä katsonut monelta eri fysiikan alueelta.

Voima ei todellakaan muodosto siinä purkauskohdassa eikä sen yli ole sitä paine-eroa. Edes säiliössä olevan aukon kohdalla paine-ero ei mene noin, koska virtaus alkaa kiihtyä jo kaukana ennen reikää ja paine heti aukon sisäpuolella on jotain aivan muuta kuin kaukan aukosta oleva säiliön paine. Kyse ei ole staattisesta tilanteesta, jossa paine olisi vakio säiliössä ja aukossa olevan tulppaan kohdistuisi voima F=P*A. Tästä tulee se kuvitteellinen ongelma, että F=2*P*A ei voisi olla oikein. Säiliön seiniin kohdistuu kuitenkin paine P muualla paitsi aukon lähistöllä, jossa on alempi paine dynaamisesta paineesta johtuen ja juuri aukon kohdalla ei tietysti säiliöön kohdistu mitään painetta, kun säiliötä ei edes siinä ole. Juuri tuon aukon kohdalla jää siis pois paineen integraalista säiliön seinien yli F=P*A ja aukon ympärillä olevan alemman paineen alueelta yhteensä toinen F=P*A ja noiden summa F=2*P*A. Virtauksen kannalta ajatellen keskimääräinen nopeus kiihdytyksen aikana on V/2, jolloin samaan tehoon vaaditaan 2-kertainen voima. Tulos on siis tuolta osin sama kuin potkurille eli ajateltaessa paine-eron tapahtuvat kerralla, on pinta-ala kaksinkertaistettava ja nopeus puolitettava.

Voima lasketaan helpoiten kaavalla F=m' * V purkautuvalle vedelle. Säiliöstä purkaukselle se on se F=2*A*P, joka on aivan sama asia. Letkulle tai vesisuihkuvetolaitteella painetta P ei samalla tavalla ole olemassa, vaan se on jossain kaukana ennen (vesijohtoverkoston painesäiliössä, jossa ei ole virtausta). Vesisuihkovetolaitteessa paine ei veneen ollessa paikallaan ole missään pisteessä suuruudeltaan P. Ennen juoksupyörää paine on huomattavasti alhaisempi (selvästi alle ulkoisen paineen) ja sen jälkeenkin paine on vain hiukan yli ulkoisen paineen (tiukalla suuttimella reilusti yli, mutta kuitenkin selvästi alle P:n). Pumppu toki kokonaisuudessaan nostaa kokonaispainetta P:n ( häviöiden) verran. Staattisena paineena sellaista ei kuitenkaan esiinny missään ja staattinen paine on se, millä voimat pinnoille lasketaan.

Nämä eivät ole helppoja asioita, mutta tiedän ne osaavani. Sekä töiden että harrastusten takia on tullut näitä mietittyä ja sovellettua yli 20 vuotta opinnot alalta sitä ennen. Potkureiden virtauskenttiä laskin CFD:llä jo 90-luvun puolivälissä. Silloin joutui oikeasti miettimään miten virtauksen ja kappeleiden välisiä voimia lasketaan. Monesti virtausmekaniikka on kaikkea muuta kuin talonpoikaisjärjen käyttöä.

Lue lisää

Väärässä oleminen on aivan normaalia, sen myöntäminen viisautta, mutta tapaisesi inttäminen ja tarkoituksellinen harhailu aiheen ohi ja täysi kuurous muiden mielipiteille höystettynä sillä viimeisellä epätoivoisella itsetehostuksella ja osaamisensa korostamisella antaa tosi masentavan kuvan luonteestasi.
Ilmeisesti sinulla ei ole juurikaan ystäviä, tuskin työpaikkaakaan, ehkä tämä palsta ja sen haukkamainen vahtiminen onkin ainoa sisältö elämässäsi.

Onnea kuitenkin tulevaisuudelle.

e.d.k kirjoitti:

Olen kai selvästi kertonut kantani että se noudattaa yleisesti hyväksyttyä nopeus-paine yhtälöä.
Se ei kuitenkaan tarkoita että olisin ehdottoman oikeassa, mutta poikkeama vaatii kyllä seikkaperäiset perusteet.

Joa off topic kimille sanoisin että tarkempi tutustuminen hydrodynamiikkaan olisi paikallaan.
Luulen ymmärtäväni tapasi olettaa veden purkautumisen suuttimesta niin että kun letkussa vallitsee tietty paine, ja kun suuttimen kohdalta avataan paineen purkautumistie, niin vastakkaisella puolelle tilaa syntyy sitten purkautumista suurempi paine ja vastavoima kohdistuu sinne vastakkaiselle seinämälle kuten letkun ensimmäiseen mutkaan.
Ajatusmalli on väärä, letkussa vallitsee tietty paine joka kohdistuu samansuuruisena joka paikkaan aiheuttamatta mitään ulkoisia voimia.
Kun suutin avataan, letkun sisällä ei muutu mikään muu kuin virtaus lisääntyy (edellyttäen että virtaus riittää) paine vaikuttaa edelleen joka paikkaan tasaisena , myös siihen avattuun venttiiliin, paine siis ei purkaudu avonaisesta venttiilistä vaan veden kiihdyttämiseen tarvittava paine on täsmälleen sama kuin letkun sisäinen paine ja tässä säilyy se tasapaino että mitä suurempi paine, sitä suurempi on oltava veden kiihtyvyys että tasapaino säilyisi ja massan kiihdyttämiseen tarvittava voima on täysin riippumaton, millä tavalla paine letkuun on muodostettu.
Paineaalto liikkuu nesteessäkin äänen nopeudella, joten mitään paikallisia pysyviä paine-eroja letkun sisälle ei synny.
Asian oikeellisuuden voit mitata vaikka puutarha letkusi paineesta, kunhan et suihkuta niin paljon että virtaushäviöt jo vaikuttavat.

Lue lisää

Virtaus aiheuttaa pysyviä paine-eroja jo ihan häviöttömän Bernoullin yhtälön mukaisesti. Jos letkun päässä ei ole nopeutta nostavaa suutinta ja häviöitä ei huomioida, on paine letkun sisällä nolla alkaen siitä kohtaa, jossa poikkipinta-ala on ollut vakio. Pitot-putkella voi toki mitata dynaamisen paineen, joka on se P, mutta staattinen voimia aiheuttava paine on nolla (suhteessa putken ulkopuoliseen paineeseen.

Jos letku on pehmeä, voit helposti havaita puristamalla sitä, ettei sisällä todellakaan ole normaali n. 3 bar vesijohtoverkon paine, vaan ainostaan letkun loppuosuuden virtaushäviöitä vastaava mitätön paine.

Jos letkussa on suutin, paine on korkeampi, mutta edelleen selvästi alempi kuin paikallaan olevan veden.

Kun kehotat minua opiskelemaan hydrodynamiikkaa, olet varmasti itse tehnyt labrakokeen Bernoullin yhtälöön liittyen. Siinä vesisäiliöstä valutetaan vettä vaakasuoraa putkea pitkin. Putken poikkipinta-ala muuttuu muutamaan kertaan edes takaisin ja jokaisella pätkällä on avoin putki ylöspäin, josta nähdään staattinen paine suoraan vedenpinnan korkeutena. Tiedät varmaan miten pinnankorkeudet muuttuvat ko. kokeessa? Olen assari teettänyt ko. kokeen sadoille opiskelijoille ja tarkastanut heidän raporttinsa, joten minä ainakin tiedän.

Mutkissa virtausjakuma on vino ja paine putken seinämillä ei ole alkuunkaan vakio. Tämän paineen integraalista seinien yli muodostuu se liikemäärämuutokseen vaadittava voimavektori.

Joakim1 kirjoitti:

Virtaus aiheuttaa pysyviä paine-eroja jo ihan häviöttömän Bernoullin yhtälön mukaisesti. Jos letkun päässä ei ole nopeutta nostavaa suutinta ja häviöitä ei huomioida, on paine letkun sisällä nolla alkaen siitä kohtaa, jossa poikkipinta-ala on ollut vakio. Pitot-putkella voi toki mitata dynaamisen paineen, joka on se P, mutta staattinen voimia aiheuttava paine on nolla (suhteessa putken ulkopuoliseen paineeseen.

Jos letku on pehmeä, voit helposti havaita puristamalla sitä, ettei sisällä todellakaan ole normaali n. 3 bar vesijohtoverkon paine, vaan ainostaan letkun loppuosuuden virtaushäviöitä vastaava mitätön paine.

Jos letkussa on suutin, paine on korkeampi, mutta edelleen selvästi alempi kuin paikallaan olevan veden.

Kun kehotat minua opiskelemaan hydrodynamiikkaa, olet varmasti itse tehnyt labrakokeen Bernoullin yhtälöön liittyen. Siinä vesisäiliöstä valutetaan vettä vaakasuoraa putkea pitkin. Putken poikkipinta-ala muuttuu muutamaan kertaan edes takaisin ja jokaisella pätkällä on avoin putki ylöspäin, josta nähdään staattinen paine suoraan vedenpinnan korkeutena. Tiedät varmaan miten pinnankorkeudet muuttuvat ko. kokeessa? Olen assari teettänyt ko. kokeen sadoille opiskelijoille ja tarkastanut heidän raporttinsa, joten minä ainakin tiedän.

Mutkissa virtausjakuma on vino ja paine putken seinämillä ei ole alkuunkaan vakio. Tämän paineen integraalista seinien yli muodostuu se liikemäärämuutokseen vaadittava voimavektori.

Lue lisää

No paljonko se voima sitten lopulta on, kun vesi tulee nopeudella v ja aukon ala onA

Joo_Joo_ kirjoitti:

No paljonko se voima sitten lopulta on, kun vesi tulee nopeudella v ja aukon ala onA

Kuinka monta kertaa pitää sanoa se F=m'*V??? A:n ja V:n avulla laskettuna m'=rho*A*V eli F=rho*A*V^2. Mikä tuossa liikemäärän kaavassa on niin vaikeaa?

Säälin_sinua kirjoitti:

Väärässä oleminen on aivan normaalia, sen myöntäminen viisautta, mutta tapaisesi inttäminen ja tarkoituksellinen harhailu aiheen ohi ja täysi kuurous muiden mielipiteille höystettynä sillä viimeisellä epätoivoisella itsetehostuksella ja osaamisensa korostamisella antaa tosi masentavan kuvan luonteestasi.
Ilmeisesti sinulla ei ole juurikaan ystäviä, tuskin työpaikkaakaan, ehkä tämä palsta ja sen haukkamainen vahtiminen onkin ainoa sisältö elämässäsi.

Onnea kuitenkin tulevaisuudelle.

Lue lisää

Valitettavasti fysiikassa ei ole mielipiteitä, ainakaan tällaisissa satoja vuosia tunnetuissa asioissa. On vain tunnettu totuus, joka tuntuu olevan aika monella täällä hakusessa, jos nyt sitten jokaisen eri nimimerkin takana on eri henkilö.

SInänsä huvittavaa, että e.d.k. itse kaivamassa julkaisussa on aivan oikeat kaavat, kun lukee oikeaa kappaletta. Lähinnä siis se kaava 2.52.

Joakim1 kirjoitti:

Valitettavasti fysiikassa ei ole mielipiteitä, ainakaan tällaisissa satoja vuosia tunnetuissa asioissa. On vain tunnettu totuus, joka tuntuu olevan aika monella täällä hakusessa, jos nyt sitten jokaisen eri nimimerkin takana on eri henkilö.

SInänsä huvittavaa, että e.d.k. itse kaivamassa julkaisussa on aivan oikeat kaavat, kun lukee oikeaa kappaletta. Lähinnä siis se kaava 2.52.

Lue lisää

Eikö erimielisyytenne keskittynyt juuri siihen, onko Q laskettava kiihtyvälle liikkeelle keski- vai loppunopeuden mukaan.

No_mutta_ kirjoitti:

Eikö erimielisyytenne keskittynyt juuri siihen, onko Q laskettava kiihtyvälle liikkeelle keski- vai loppunopeuden mukaan.

Ehkä, ei ole minulle selvinnyt missä kohtaa e.d.k luulee minun laskeneen väärin. Q:n laskeminen putken päässä on hyvin triviaalia. Millä ihmeen logiikalla nopeus olisi joku muu?

Joakim1 kirjoitti:

Ehkä, ei ole minulle selvinnyt missä kohtaa e.d.k luulee minun laskeneen väärin. Q:n laskeminen putken päässä on hyvin triviaalia. Millä ihmeen logiikalla nopeus olisi joku muu?

Lue lisää

Esität kuitenkin että keskinopeus on ok jos potkurin ympärillä ei ole putkea ?

No_mutta_ kirjoitti:

Esität kuitenkin että keskinopeus on ok jos potkurin ympärillä ei ole putkea ?

Avovesipotkuri on se ei-triviaali tapaus. Sillekin tietysti pätee, että Q lasketaan pinta-ala * nopeus eli potkurin kohdalla potkurin halkaisijan mukainen pinta-ala * nopeus potkurin kohdalla. Ongelmana on kuitenkin se, että kiihtyvyys tapahtuu juuri potkurin kohdala, mikä johtaa muuttuvaan nopeuteen ja virtauspinta-alaan. Eli suurin nopeus ei ole potkurin kohdalla ja liikemäärä kasvaa vielä potkurin jälkeen.

Tämä johtuu siitä, että vedellä on inertia eli F=m*a, josta seuraa se, että nopeus ei voi maagisesti hypätä 0->V, vaan sen pitää kiihtyä jollain matkalla. Vesi on myös kokoonpuristumatonta (ilmaakin voi sellaisena pitää potkurin tapauksessa), joten sekä massan että tilavuuden on säilyttävä. Siis kiihtyessä virtauspinta-ala muuttuu.

Avovesipotkurissa kiihtyvyyden aiheuttaa potkurin luoma äkillinen hyppäys paineeseen. Tuo paine muuttuu sitten puoliksi ennen ja puoliksi jälkeen potkurin nopeudeksi.

Tasapaksun putken tapauksessa vastaava ilmiö tapahtuu jo ennen putken imuaukkoa. Suuttimen tapauksessa suurin nopeus tai ainakin liikemäärän kannalta ratkaiseva nopeus on siinä suuttimen ulimman halkaisijan kohdalla. Putki mahdollistaa potkurin luoman alipaineen säilymisen imuaukolle saakka. Ilman putkea alipaine olisi imenyt myös sivuilta eli virtauspinta-ala olisi kasvanut imuputken matkalla.

Noiden kahden välimuoto on putkellinen potkuri tai paremminkin suuttimellinen. Putki alkaa suunnilleen potkurin kohdalta ja on halkaisijaltaan vain hiukan isompi. Halkaisija saattaa hiukan kasvaa potkurin takana. Tuo siis estää potkurivirtaa supistumasta eli samalla pakottaa suuremman nopeuden potkurin kohdalla. Tuolla saadaan jopa 50% enemmän työntövoimaa samasta potkurista samalla kierrosluvulla, mutta tietysti tehontarvekin lisääntyy. Noita käytetään lähinnä hinaajissa, koska nopeammissa aluksissa huonompi hyötysuhde kumoaa suuremman työntövoiman edun.

Joakim1 kirjoitti:

Avovesipotkuri on se ei-triviaali tapaus. Sillekin tietysti pätee, että Q lasketaan pinta-ala * nopeus eli potkurin kohdalla potkurin halkaisijan mukainen pinta-ala * nopeus potkurin kohdalla. Ongelmana on kuitenkin se, että kiihtyvyys tapahtuu juuri potkurin kohdala, mikä johtaa muuttuvaan nopeuteen ja virtauspinta-alaan. Eli suurin nopeus ei ole potkurin kohdalla ja liikemäärä kasvaa vielä potkurin jälkeen.

Tämä johtuu siitä, että vedellä on inertia eli F=m*a, josta seuraa se, että nopeus ei voi maagisesti hypätä 0->V, vaan sen pitää kiihtyä jollain matkalla. Vesi on myös kokoonpuristumatonta (ilmaakin voi sellaisena pitää potkurin tapauksessa), joten sekä massan että tilavuuden on säilyttävä. Siis kiihtyessä virtauspinta-ala muuttuu.

Avovesipotkurissa kiihtyvyyden aiheuttaa potkurin luoma äkillinen hyppäys paineeseen. Tuo paine muuttuu sitten puoliksi ennen ja puoliksi jälkeen potkurin nopeudeksi.

Tasapaksun putken tapauksessa vastaava ilmiö tapahtuu jo ennen putken imuaukkoa. Suuttimen tapauksessa suurin nopeus tai ainakin liikemäärän kannalta ratkaiseva nopeus on siinä suuttimen ulimman halkaisijan kohdalla. Putki mahdollistaa potkurin luoman alipaineen säilymisen imuaukolle saakka. Ilman putkea alipaine olisi imenyt myös sivuilta eli virtauspinta-ala olisi kasvanut imuputken matkalla.

Noiden kahden välimuoto on putkellinen potkuri tai paremminkin suuttimellinen. Putki alkaa suunnilleen potkurin kohdalta ja on halkaisijaltaan vain hiukan isompi. Halkaisija saattaa hiukan kasvaa potkurin takana. Tuo siis estää potkurivirtaa supistumasta eli samalla pakottaa suuremman nopeuden potkurin kohdalla. Tuolla saadaan jopa 50% enemmän työntövoimaa samasta potkurista samalla kierrosluvulla, mutta tietysti tehontarvekin lisääntyy. Noita käytetään lähinnä hinaajissa, koska nopeammissa aluksissa huonompi hyötysuhde kumoaa suuremman työntövoiman edun.

Lue lisää

Mitä eroa on jos kiihtyminen tapahtuu ennen putkessa olevaa propelia tai propelin kohdalla jos kummassakin tapauksessa kiihdytetään sama määrä vettä samaan nopeuteen ?

seliseliseli kirjoitti:

Mitä eroa on jos kiihtyminen tapahtuu ennen putkessa olevaa propelia tai propelin kohdalla jos kummassakin tapauksessa kiihdytetään sama määrä vettä samaan nopeuteen ?

Ei mitään! Olenko joskus muuta väittänyt? F=m'*V

Joakim1 kirjoitti:

Avovesipotkuri on se ei-triviaali tapaus. Sillekin tietysti pätee, että Q lasketaan pinta-ala * nopeus eli potkurin kohdalla potkurin halkaisijan mukainen pinta-ala * nopeus potkurin kohdalla. Ongelmana on kuitenkin se, että kiihtyvyys tapahtuu juuri potkurin kohdala, mikä johtaa muuttuvaan nopeuteen ja virtauspinta-alaan. Eli suurin nopeus ei ole potkurin kohdalla ja liikemäärä kasvaa vielä potkurin jälkeen.

Tämä johtuu siitä, että vedellä on inertia eli F=m*a, josta seuraa se, että nopeus ei voi maagisesti hypätä 0->V, vaan sen pitää kiihtyä jollain matkalla. Vesi on myös kokoonpuristumatonta (ilmaakin voi sellaisena pitää potkurin tapauksessa), joten sekä massan että tilavuuden on säilyttävä. Siis kiihtyessä virtauspinta-ala muuttuu.

Avovesipotkurissa kiihtyvyyden aiheuttaa potkurin luoma äkillinen hyppäys paineeseen. Tuo paine muuttuu sitten puoliksi ennen ja puoliksi jälkeen potkurin nopeudeksi.

Tasapaksun putken tapauksessa vastaava ilmiö tapahtuu jo ennen putken imuaukkoa. Suuttimen tapauksessa suurin nopeus tai ainakin liikemäärän kannalta ratkaiseva nopeus on siinä suuttimen ulimman halkaisijan kohdalla. Putki mahdollistaa potkurin luoman alipaineen säilymisen imuaukolle saakka. Ilman putkea alipaine olisi imenyt myös sivuilta eli virtauspinta-ala olisi kasvanut imuputken matkalla.

Noiden kahden välimuoto on putkellinen potkuri tai paremminkin suuttimellinen. Putki alkaa suunnilleen potkurin kohdalta ja on halkaisijaltaan vain hiukan isompi. Halkaisija saattaa hiukan kasvaa potkurin takana. Tuo siis estää potkurivirtaa supistumasta eli samalla pakottaa suuremman nopeuden potkurin kohdalla. Tuolla saadaan jopa 50% enemmän työntövoimaa samasta potkurista samalla kierrosluvulla, mutta tietysti tehontarvekin lisääntyy. Noita käytetään lähinnä hinaajissa, koska nopeammissa aluksissa huonompi hyötysuhde kumoaa suuremman työntövoiman edun.

Lue lisää

Ja taas mennään sivuun asiasta.
Luulisi sinunkin tietävän mistä tunnelipotkurin suurempi työntövoima pienillä nopeuksilla johtuu. Etu ei ole massavirtaan liittyvä vaan potkurin hyötysuhteeseen ja siinä kärkipyörteeseen ja paineen purkautumiseen lavan päädyn kautta.
50 % on siinäkin jo silkkaa mielikuvitusta, eihän muuta käytettäisikään jos tuo olisi läheskään totta.

Joakim1 kirjoitti:

Ei mitään! Olenko joskus muuta väittänyt? F=m'*V

Mutta sinä väität että m' on on toisessa tuplasti suurempi.

jo_on_pojilla_jutut kirjoitti:

Mutta sinä väität että m' on on toisessa tuplasti suurempi.

En ole niinkään väittänyt. Massavirta pitää aina laskea samassa kohtaa määritellystä nopeudesta, sitä kohtisuoraan vastaan olevasta pinta-alasta ja tiheydestä (vakio ko. tapauksessa). Potkurin kohdalla nopeus ei ole vielä sama kuin myöhemmin potkurivirrassa, jossa taas pinta-ala on eri. Potkurille siis potkurivirta (ehkä 1-2 potkurin halkaisijaa potkurin takana) vastaa sitä vesisuihkun suihkua, joka ei (juuri) miksikään muutu pian suuttimen tai putken pään jälkeen eli sen voi hyvin laskea suuttimen halkaisijan pinta-alan ja massavirran mukaisesta nopeudesta.

Potkurille kaikki on epämääräisempää. Ei potkurin todellinen halkaisijakaan ole juuri sama kuin tuossa suppilolaskentamallissa käytetty ympyrälevymäinen painehyppäys, vaan riippuu täysin potkurista ja sen toimintaympäristöstä. Nopeus potkurivirrassa ei myöskään ole alkuunkaan tasainen ja se sisältää pyörimiskomponentin (tuplapotkureilla hyvin pieni). Vesisuihkussa on usein staattori, jolla kumotaan pyörimiskomponentti ja hyvällä putkistonsuunnittelulla suihkuun saadaan hyvin tasainen nopeus.

Joakim1 kirjoitti:

En ole niinkään väittänyt. Massavirta pitää aina laskea samassa kohtaa määritellystä nopeudesta, sitä kohtisuoraan vastaan olevasta pinta-alasta ja tiheydestä (vakio ko. tapauksessa). Potkurin kohdalla nopeus ei ole vielä sama kuin myöhemmin potkurivirrassa, jossa taas pinta-ala on eri. Potkurille siis potkurivirta (ehkä 1-2 potkurin halkaisijaa potkurin takana) vastaa sitä vesisuihkun suihkua, joka ei (juuri) miksikään muutu pian suuttimen tai putken pään jälkeen eli sen voi hyvin laskea suuttimen halkaisijan pinta-alan ja massavirran mukaisesta nopeudesta.

Potkurille kaikki on epämääräisempää. Ei potkurin todellinen halkaisijakaan ole juuri sama kuin tuossa suppilolaskentamallissa käytetty ympyrälevymäinen painehyppäys, vaan riippuu täysin potkurista ja sen toimintaympäristöstä. Nopeus potkurivirrassa ei myöskään ole alkuunkaan tasainen ja se sisältää pyörimiskomponentin (tuplapotkureilla hyvin pieni). Vesisuihkussa on usein staattori, jolla kumotaan pyörimiskomponentti ja hyvällä putkistonsuunnittelulla suihkuun saadaan hyvin tasainen nopeus.

Lue lisää

Mikä kumma sinua nyt vaivaa.

Massavirralle on täysin yhden tekevää missä kohdassa ja millä tavalla se kiihdytetään, sen vaatima energia riippuu vain massan kiihdyttämisestä..
Voit puhua pääsi punaiseksi mistä tahansa asiaa sotkevasta tai hämäävästä hyötysuhteeseen vaikuttavista tai muista sivuseikoista, massavirtojen nopeuksien ero on se tarvittava voima, potkurien paikat, nopeus niiden kohdalla ja kaikki muu sähellys on täyttä tuubaa, tai et ymmärrä asiasta yhtään mitään
Massavirta lasketaan järjestelmästä lähtevän ja siihen tulevan erosta, mikään kohta sillä välillä ei vaikuta vähääkään kokonaisuuteen, massavirta on aina vakio koko kulkumatkallaan ellei teidän laitteet syö vettä.
Olet ymmärtänyt väärin massavirran olemuksen liikenäärän kaavassa ja muilla tavoilla samaa asiaa on sinulle yritetty neuvoa, mutta mikään ei näytä kääntävän itsepaistä egoasi.

Lopen-kyllästynyt kirjoitti:

Mikä kumma sinua nyt vaivaa.

Massavirralle on täysin yhden tekevää missä kohdassa ja millä tavalla se kiihdytetään, sen vaatima energia riippuu vain massan kiihdyttämisestä..
Voit puhua pääsi punaiseksi mistä tahansa asiaa sotkevasta tai hämäävästä hyötysuhteeseen vaikuttavista tai muista sivuseikoista, massavirtojen nopeuksien ero on se tarvittava voima, potkurien paikat, nopeus niiden kohdalla ja kaikki muu sähellys on täyttä tuubaa, tai et ymmärrä asiasta yhtään mitään
Massavirta lasketaan järjestelmästä lähtevän ja siihen tulevan erosta, mikään kohta sillä välillä ei vaikuta vähääkään kokonaisuuteen, massavirta on aina vakio koko kulkumatkallaan ellei teidän laitteet syö vettä.
Olet ymmärtänyt väärin massavirran olemuksen liikenäärän kaavassa ja muilla tavoilla samaa asiaa on sinulle yritetty neuvoa, mutta mikään ei näytä kääntävän itsepaistä egoasi.

Lue lisää

Mitä?????

Juuri niin laskin siinä monta päivää sitten lähetetyssä ensimmäisessä viestissä, mutta se ei e.d.k:lle kelvannut.

Olen kanssasi täysin samaa mieltä, kuten voit aiemmista viesteistä lukea!

Liikemäärän kaava ottaa sen huomioon F = m' (V-v)
Iso V on puhallettava nopeus ja pikkuinen sisään tuleva.
Jos putken sisään virtaa vettä samalla nopeudella kuin tulee ulos, niin ei tarvita mitään voimaa.
Keskustelu vaan on juuttunut periaatetasolle ja sisään tulevaa nopeutta on pidetty 0 na.

olet-oikeassa kirjoitti:

Liikemäärän kaava ottaa sen huomioon F = m' (V-v)
Iso V on puhallettava nopeus ja pikkuinen sisään tuleva.
Jos putken sisään virtaa vettä samalla nopeudella kuin tulee ulos, niin ei tarvita mitään voimaa.
Keskustelu vaan on juuttunut periaatetasolle ja sisään tulevaa nopeutta on pidetty 0 na.

Lue lisää

Kaava on oikea, mutta sen kuvaus ehkä ei. Keulapotkuriputkessa nopeus on vakio, eli putken sisällä liikemäärä ei muutu. Rajattaessa tarkatelualue putken päiden sisäpuolelle ei siis synny mitään työntövoimaa. Tämä on kuitenkin väärä rajaus, jos halutaan laskea veneen kokema työntövoima. Rajaus pitää ulottaa niin kauas, että rajapinnalla nopeus on (lähes) V_ääretön eli veden nopeus, ilman keulapotkurin aiheuttamaa virtausta eli veneen ollessa paikallaan nolla. Tällöin siis kiihdyttävä voima veteen aiheutetaan ennen putkea imupuolella alipaineen avulla. Työntövoima runkoon aiheutuu osin potkurin kautta ja osin putken imupuoleisen aukon ympärille muodostuneen alipainealueen kautta. Ehkä myös purkuaukon ympärille muodotuu ylipaineen alue, kun virtaus hidastuu osuessaan paikallaan olevaan vesimassaan.

No niin, ja tämän nälkävuoden mittaisen ylitieteellisen hiustenhalkomisen ja saivartelun lopputulos oli mikä?????

Kuka vittu siis jaksaa täällä vääntää tällaisia väitöskirjoja??? Onko kannattavaakin toimintaa???

Olette sekopäitä koko sakki!

Eihyvääpäiväätaas kirjoitti:

No niin, ja tämän nälkävuoden mittaisen ylitieteellisen hiustenhalkomisen ja saivartelun lopputulos oli mikä?????

Kuka vittu siis jaksaa täällä vääntää tällaisia väitöskirjoja??? Onko kannattavaakin toimintaa???

Olette sekopäitä koko sakki!

Lue lisää

Mieti uudestaan.
Jos sinä et ymmärrä, niin eikö puute ole sinussa eikä niissä, jotka ymmärtävät?

Kyse ei ole siitä kuka ymmärtää ja kuka ei.

Hiuksia voi halkoa fysiikan kaavoihin nojautuen loputtomiin, vailla päämäärää.

Julkisessa keskustelussa olisi kaikkien intresseissä saada kansantajuinen selitys ja päätös esitettyihin kysymyksiin.

Siihen ei näiden "väittelijöiden" älli näy riittävän, vaan piiloudutaan kaiken maailman ylitekniseen vatvomisen taakse.

Q.E.D.

________________

Oikeasti.älykästä kirjoitti:

Kyse ei ole siitä kuka ymmärtää ja kuka ei.

Hiuksia voi halkoa fysiikan kaavoihin nojautuen loputtomiin, vailla päämäärää.

Julkisessa keskustelussa olisi kaikkien intresseissä saada kansantajuinen selitys ja päätös esitettyihin kysymyksiin.

Siihen ei näiden "väittelijöiden" älli näy riittävän, vaan piiloudutaan kaiken maailman ylitekniseen vatvomisen taakse.

Q.E.D.

________________

Lue lisää

Olen vahvasti samaa mieltä.
Keskustelu on jo kuin huonoa parodiaa tai tahatonta komiikkaa.
Ehdotan lopputulokseksi Bernoullin käsitystä asiasta että paineen ja nopeuden suhde on P = ½Roo*v^2.
Putken suuaukko ei pitäisi olla niin erikoinen paikka että tuo ei pelitä.

http://physics.bu.edu/~duffy/py105/Bernoulli.html

Kritisoikaa, mutta jättäkää ne saa....nan ropelit ja muut loppumattomat paineentekoteorianne ja muut älyttömyydet jonnekin syvälle.

Joakim1 kirjoitti:

Kaava on oikea, mutta sen kuvaus ehkä ei. Keulapotkuriputkessa nopeus on vakio, eli putken sisällä liikemäärä ei muutu. Rajattaessa tarkatelualue putken päiden sisäpuolelle ei siis synny mitään työntövoimaa. Tämä on kuitenkin väärä rajaus, jos halutaan laskea veneen kokema työntövoima. Rajaus pitää ulottaa niin kauas, että rajapinnalla nopeus on (lähes) V_ääretön eli veden nopeus, ilman keulapotkurin aiheuttamaa virtausta eli veneen ollessa paikallaan nolla. Tällöin siis kiihdyttävä voima veteen aiheutetaan ennen putkea imupuolella alipaineen avulla. Työntövoima runkoon aiheutuu osin potkurin kautta ja osin putken imupuoleisen aukon ympärille muodostuneen alipainealueen kautta. Ehkä myös purkuaukon ympärille muodotuu ylipaineen alue, kun virtaus hidastuu osuessaan paikallaan olevaan vesimassaan.

Lue lisää

Ehkä itsellesikin olisi aihetta selittää, mitä kaavassa olevat v-kirjaimet tarkoittavat.
Ilmaisit aiemmin käsityksesi että tuo nopeuksien erotus ei ole vesisuihkulaitteelle tai vakiotilavuus putkessa kiihdytettäessä mahdollinen eikä sitä ei voi käyttää näissä koska putken eri osilla ei voi olla erilaisia nopeuksia. ?

Ennen kuin ryhdyt neuvomaan muita niin yritä selvittää itsellesi mikä ero on laitteelle saapuvan ja siitä lähtevän massavirran ero, ja mitä merkitystä tälle erolle on sillä kuinka tai millä nopeudella liike on järjestelty laitteen sisäisesti.

kaada_ittelles-ensin kirjoitti:

Ehkä itsellesikin olisi aihetta selittää, mitä kaavassa olevat v-kirjaimet tarkoittavat.
Ilmaisit aiemmin käsityksesi että tuo nopeuksien erotus ei ole vesisuihkulaitteelle tai vakiotilavuus putkessa kiihdytettäessä mahdollinen eikä sitä ei voi käyttää näissä koska putken eri osilla ei voi olla erilaisia nopeuksia. ?

Ennen kuin ryhdyt neuvomaan muita niin yritä selvittää itsellesi mikä ero on laitteelle saapuvan ja siitä lähtevän massavirran ero, ja mitä merkitystä tälle erolle on sillä kuinka tai millä nopeudella liike on järjestelty laitteen sisäisesti.

Lue lisää

Mikään laite ei muuta massavirtaa eli massavirta sisään ja ulos on aina sama (poikkeuksena rakettimoottorit, jotka polttavat kyytiin lastatun polttoaineen). Nopeus ja sitä kautta liikemäärä sen sijaan muuttuu kaikissa propulsiolaitteissa. Työntövoima tulee laitteen aiheuttamasta kokonaismuutoksesta liikemäärään laitteen käyttämissä väliaineissa. Siis käytännössä veneen koordinaatistossa liikemäärä ennen venettä on m*V_in (nopeus suhteessa veneeseen ennen venettä eli -veneen nopeus) ja sen jälkeen m*V_out (nopeus suhteessa veneeseen veneen jälkeen). Vesisuihkun tapauksessa nopeudet ja massavirrat on helppo tietää, potkurin tapauksessa ei.

Minä olen keväisin pessyt pihaa 1,5 tuuman paloletkulla normaalista vesijohtoverkosta ja todennut, että sitä letkunpäätä saa pidellä aivan kunnolla käsissään, jotta se ei lähde lentoon.
Uskoisin siellä olevan paljon enemmän voimaa kuin tuo mainitsemasi "pari - kolme kiloa".

No kun se 2" on se ohuin paloletku.

Voima 8bar ja 2" letkulle on n.1600 N, mutta todellisuudessa vähemmän koska suutin ei ole 2" halkaisijaltaan vaan ainoastaan letku. Lisäksi 8bar paine ei ole letkun päässä vaan sen alussa ja virtauksessa tapahtuu häviöitä. Veikkaisin, että käytännössä on kyse 800 N nurkilla olevasta voimasta.

Normaalin vesijohtoverkon paine on alle 6 bar ja rakenteellinen paine 10 bar. 5 bar paineella ja 1,5" letkulla voima on korkeintaan 57 N, mutta edelleen samoista syistä ehkä puolet siitä.

Ja sitten vielä lisäisin, että akselivetoinen moottorivene kallistuu kaarteessa ulospäin ja CO2 on paras sammutin pienveneen konetilaan.

DreamOn2 kirjoitti:

Voima 8bar ja 2" letkulle on n.1600 N, mutta todellisuudessa vähemmän koska suutin ei ole 2" halkaisijaltaan vaan ainoastaan letku. Lisäksi 8bar paine ei ole letkun päässä vaan sen alussa ja virtauksessa tapahtuu häviöitä. Veikkaisin, että käytännössä on kyse 800 N nurkilla olevasta voimasta.

Normaalin vesijohtoverkon paine on alle 6 bar ja rakenteellinen paine 10 bar. 5 bar paineella ja 1,5" letkulla voima on korkeintaan 57 N, mutta edelleen samoista syistä ehkä puolet siitä.

Ja sitten vielä lisäisin, että akselivetoinen moottorivene kallistuu kaarteessa ulospäin ja CO2 on paras sammutin pienveneen konetilaan.

Lue lisää

Olet ilmeisesti lähtenyt siitä että vastavoima on paine kertaa suihkun pinta-ala.
Samaa oletusta näkee lähes kaikissa asiaa käsittelevissä artikkeleissa mutta täällä on esitetty väite että näin ei voi menetellä vaan tukivoima on laskettava letkun seinämän eri osien paine-erot integroimalla.
Miten tuo sitten lienee.

Muuten kyllä akselivetoinenkin liukuva vene kallistuu kaarteessa sisään päin kuten sivusuunnassa luistavat v -pohjaiset yleensä, muut sitten kallistuu ulospäin vetolaitteellakin.

Ps.
Toinen voima taisi vahingossa lipsahtaa kilopondeina.

Kuten tuolla aiemmin kirjoitin, ei siitä putkesta tule mitään voimia pään/suuttimen pitäjään, jos kädessä on vain suora pätkä. Kokeile tehdä syliin 90-180 asteen mutka, mutta ole varovainen ettet kaadu.

DreamOn2 kirjoitti:

Voima 8bar ja 2" letkulle on n.1600 N, mutta todellisuudessa vähemmän koska suutin ei ole 2" halkaisijaltaan vaan ainoastaan letku. Lisäksi 8bar paine ei ole letkun päässä vaan sen alussa ja virtauksessa tapahtuu häviöitä. Veikkaisin, että käytännössä on kyse 800 N nurkilla olevasta voimasta.

Normaalin vesijohtoverkon paine on alle 6 bar ja rakenteellinen paine 10 bar. 5 bar paineella ja 1,5" letkulla voima on korkeintaan 57 N, mutta edelleen samoista syistä ehkä puolet siitä.

Ja sitten vielä lisäisin, että akselivetoinen moottorivene kallistuu kaarteessa ulospäin ja CO2 on paras sammutin pienveneen konetilaan.

Lue lisää

Ehkä mulla ei ollu venttiili ihan auki. Tarttee huvikseen kokeilla täysillä paineilla kunhan loma loppuu ja pääsee töihin lepäämään.

DreamOn2 kirjoitti:

Voima 8bar ja 2" letkulle on n.1600 N, mutta todellisuudessa vähemmän koska suutin ei ole 2" halkaisijaltaan vaan ainoastaan letku. Lisäksi 8bar paine ei ole letkun päässä vaan sen alussa ja virtauksessa tapahtuu häviöitä. Veikkaisin, että käytännössä on kyse 800 N nurkilla olevasta voimasta.

Normaalin vesijohtoverkon paine on alle 6 bar ja rakenteellinen paine 10 bar. 5 bar paineella ja 1,5" letkulla voima on korkeintaan 57 N, mutta edelleen samoista syistä ehkä puolet siitä.

Ja sitten vielä lisäisin, että akselivetoinen moottorivene kallistuu kaarteessa ulospäin ja CO2 on paras sammutin pienveneen konetilaan.

Lue lisää

Hanoille tulee usein vain 10-15 mm putket. Noissa on hyvin suuri painehäviö, 6 bar 1,5" letkua laskettaessa. 6 bar vastaa n. 35 m/s nopeutta. Sillä tulisi 10 mm putkessa painehäviötä 9 bar/m. Jo 10 m/s aiheuttaa 1 bar/m painehäviön (10 mm, 15mm 0,6 bar/m) eli tuollakin tulee jo hyvin suuri painehäviö ellei hanaan ole aivan lyhyet putket.

10 m/s 15 mm putkessa on alle 0,2 kg/s eli 12 l/min, joka on tyypillinen hanan virtaama. Tuollaisesta hanasta otettuna ei siis ole mahdollista päästä kovin suuriin liikemääriin. Noilla virtaamilla ei hanan jälkeen enää ole lähellekään 6 bar käytössä ja silläkin siis suurin mahdollinen nopeus 35 m/s eli työntövoima 0,2*35 = 7 N.

35 m/s 1,5" letkussa olisi sitten jo 40 kg/s eli 200-kertainen. Tuolla massavirralla häviö suorassa putkessa olisi 50 mm halkaisijalla 0,5 bar/m ja tuossa 1,5" eli 38 mm letkussa 2 bar/m, joista on helppo nähdä, ettei tuollaisia nopeuksia noilla paineilla voi saavuttaa kuin pienellä suuttimella. Mutkista, liitoksista jne. tulee helposti monia metrejä vastaava painehäviö.

Joakim1 kirjoitti:

Kuten tuolla aiemmin kirjoitin, ei siitä putkesta tule mitään voimia pään/suuttimen pitäjään, jos kädessä on vain suora pätkä. Kokeile tehdä syliin 90-180 asteen mutka, mutta ole varovainen ettet kaadu.

Lue lisää

Kun en ole mikään fyysikko, niin kysyn miksi sitten näkee kuvia, joissa useita palomiehiä pitelee paloletkua kun he suihkuttavat vettä paloa kohti?
Minä olin nuorempana kaivoksella töissä ja siellä oli käytössä suuria pumppuja (4 tuuman putkia). Tuli kyllä ne voimat tutuiksi, vaikka otti uppopumpun letkusta kiinni.
Oma juttunsa oli vaunuporakoneen 3 tuuman letku, johon tuli 8 bar paine, jos se lähti lentoon oli hengenlähtö lähellä.
Palaan vielä siihen pihanpesuun sillä 1,5 tuuman letkulla. Kyllä siinä useampi kilo on sitä voimaa, joka painaa pesijän käsiä taaksepäin.

Joakim1 kirjoitti:

Kuten tuolla aiemmin kirjoitin, ei siitä putkesta tule mitään voimia pään/suuttimen pitäjään, jos kädessä on vain suora pätkä. Kokeile tehdä syliin 90-180 asteen mutka, mutta ole varovainen ettet kaadu.

Lue lisää

Joakimin teoria on helppo testata.
Hän väittää että vastavoima vaikuttaa vasta suuttimesta vastakkaiseen kiinteään esteeseen esim mutkalla olevan letkun seinämään.
No nyt sitten vaikka 5 m pätkä letkua suoraan, suihkun tukivoima vaikuttaa sinne alkupäähän ja suuttimelle tulee virtauksesta aiheutuva pienempi dynaaminen paine.
Näin ollen letkun suoran osan kummassakin päässä vaikuttaa voima poispäin, jolloin letkun pitäisi pitää voimien ansiosta itsensä suorassa.
Jos vastavoima olisikin suuttimessa, elastinen letku ei jaksa pitää itseään suorassa ja alkaa luikerrella niin että suutin liikkuisi aina suihkua vastakkaiseen suuntaan ja muutos tapahtuu letkun kääntäessä suuttimen suuntaa.

Kumpi vaihtoehto vaikuttaa todennäköisemmältä.
Ketjun alkuosassa edk jo kertoi sinulle missä ajatuksesi ovat harhassa, mutta kuten todettu itsepäinen ego ei voi myöntää olevansa väärässä, motto on että asiat on juuri niin kuin minä sanon vaikka en osaisikaan perustella että miksi.

Keskilahjaiset eivät kykene keskittymään olennaiseen, vaan saavat orgasmeja matemaattisten kaavojen kanssa pelleilystä.

No, se heille suotakoon. Huvinsa kullakin.

Älykkäimmät ymmärtävät ne kaavat, mutta eivät tee niistä varsinaista asianydintä suurempaa numeroa.

Juunäinon kirjoitti:

Keskilahjaiset eivät kykene keskittymään olennaiseen, vaan saavat orgasmeja matemaattisten kaavojen kanssa pelleilystä.

No, se heille suotakoon. Huvinsa kullakin.

Älykkäimmät ymmärtävät ne kaavat, mutta eivät tee niistä varsinaista asianydintä suurempaa numeroa.

Lue lisää

Katoppas. Heikompi aines älähti taas, - keskilahjaiset ja vielä älykkäimmätkin - . No huh huh!

Kirjat ja netti on kaavoja täynnä, muta ei se kaavojen luullun-ymmärtäminen mitään auta. Niitä pitää osata soveltaa käytännössä.

M.O.T

Hauku vaan muita heikommaksi. Senhän sinä osaat.

Täällä saat sitten tehdä sitä aika usein, vai luuletko monenkin Mensan jäsenen kuluttavan täällä aikaansa?

Kaikki esittämäni kaavat noudattavat tietysti Bernoullin lakia tai paremminkin dynaamisen paineen kaavaa P_dyn=0,5*rho*V^2. Ko. kaavalla lasketaan millainen paine vaaditaan muodostamaan nopeus V tai millainen patopaine aiheutuu pysäytettäessä V:llä liikkunut neste tai kaasu (esim paineloki). Tuolla P:llä vaan ei voi laskea liikemäärän muutoksesta aiheutuvaa työntövoimaa kaavalla F=P*A, koska tuo paine ei päde siellä missä on jo virtausta eli poikkipinta-ala on A, vaan virtauksen ollessa tuo sama V, paine on jo nolla (siis sama kuin ulkoinen paine).

Kaava F=0,5*rho*V^2 *A on siis väärä ko. yhteydessä eli sillä ei voi laskea liikemäärän muutoksen aiheuttamaa voimaa. Tosin se sattuu pätemään potkurille, kun määritetään väärin A=A_prop ja V=V_wake eli toinen potkurin kohdalla ja toinen vanavedessä, jossa nopeus on 2-kertainen ja virtauspinta-ala puolet siitä mikä samalla massavirralla oli potkurin kohdalla. 0,5 siis tuli potkurille siitä, että on käytetty väärää pinta-alaa.

Lasketaanpa vielä työtövoima säiliöstä purkautuvalle nesteelle (säiliön yläosassa paine-ilmaa). Säiliön paine on P eli reikään muodostuva nopeus lasketaan kaavalla P_säiliö=P_dyn=0,5*rho*V_reikä^2. Massavirta lasketaan tietysti m'=rho*A_reikä*V_reikä. Työntövoima lasketaan liikemäärän muutoksesta F=m' * V_reikä, koska säiliössä vesi on paikallaan. Sijoittamalla saadaan F=rho*A_reikä*V_reikä^2 = 2*P_dyn*A_reikä=2*P_säiliö*A_reikä.

Ne jotka ovat eri mieltä, voivat varmasti kertoa mikä edellisen kappaleen johdossa menee väärin.

Lääkkeet! Lääkkeet! Lääkkeet!

Joakim1 kirjoitti:

Kaikki esittämäni kaavat noudattavat tietysti Bernoullin lakia tai paremminkin dynaamisen paineen kaavaa P_dyn=0,5*rho*V^2. Ko. kaavalla lasketaan millainen paine vaaditaan muodostamaan nopeus V tai millainen patopaine aiheutuu pysäytettäessä V:llä liikkunut neste tai kaasu (esim paineloki). Tuolla P:llä vaan ei voi laskea liikemäärän muutoksesta aiheutuvaa työntövoimaa kaavalla F=P*A, koska tuo paine ei päde siellä missä on jo virtausta eli poikkipinta-ala on A, vaan virtauksen ollessa tuo sama V, paine on jo nolla (siis sama kuin ulkoinen paine).

Kaava F=0,5*rho*V^2 *A on siis väärä ko. yhteydessä eli sillä ei voi laskea liikemäärän muutoksen aiheuttamaa voimaa. Tosin se sattuu pätemään potkurille, kun määritetään väärin A=A_prop ja V=V_wake eli toinen potkurin kohdalla ja toinen vanavedessä, jossa nopeus on 2-kertainen ja virtauspinta-ala puolet siitä mikä samalla massavirralla oli potkurin kohdalla. 0,5 siis tuli potkurille siitä, että on käytetty väärää pinta-alaa.

Lasketaanpa vielä työtövoima säiliöstä purkautuvalle nesteelle (säiliön yläosassa paine-ilmaa). Säiliön paine on P eli reikään muodostuva nopeus lasketaan kaavalla P_säiliö=P_dyn=0,5*rho*V_reikä^2. Massavirta lasketaan tietysti m'=rho*A_reikä*V_reikä. Työntövoima lasketaan liikemäärän muutoksesta F=m' * V_reikä, koska säiliössä vesi on paikallaan. Sijoittamalla saadaan F=rho*A_reikä*V_reikä^2 = 2*P_dyn*A_reikä=2*P_säiliö*A_reikä.

Ne jotka ovat eri mieltä, voivat varmasti kertoa mikä edellisen kappaleen johdossa menee väärin.

Lue lisää

Kitkaa ei ole otettu huomioon ja laskutoimituksessa oletetaan virtaus laminaariseksi. Neste tai kaasu on laskussa oletettu ideaaliseksi niin, ettei molekyyleillä ole vuorovaikutusta toistensa eikä seinämien kanssa eikä niillä ole ulottuvuuksia.

Joakim1 kirjoitti:

Kaikki esittämäni kaavat noudattavat tietysti Bernoullin lakia tai paremminkin dynaamisen paineen kaavaa P_dyn=0,5*rho*V^2. Ko. kaavalla lasketaan millainen paine vaaditaan muodostamaan nopeus V tai millainen patopaine aiheutuu pysäytettäessä V:llä liikkunut neste tai kaasu (esim paineloki). Tuolla P:llä vaan ei voi laskea liikemäärän muutoksesta aiheutuvaa työntövoimaa kaavalla F=P*A, koska tuo paine ei päde siellä missä on jo virtausta eli poikkipinta-ala on A, vaan virtauksen ollessa tuo sama V, paine on jo nolla (siis sama kuin ulkoinen paine).

Kaava F=0,5*rho*V^2 *A on siis väärä ko. yhteydessä eli sillä ei voi laskea liikemäärän muutoksen aiheuttamaa voimaa. Tosin se sattuu pätemään potkurille, kun määritetään väärin A=A_prop ja V=V_wake eli toinen potkurin kohdalla ja toinen vanavedessä, jossa nopeus on 2-kertainen ja virtauspinta-ala puolet siitä mikä samalla massavirralla oli potkurin kohdalla. 0,5 siis tuli potkurille siitä, että on käytetty väärää pinta-alaa.

Lasketaanpa vielä työtövoima säiliöstä purkautuvalle nesteelle (säiliön yläosassa paine-ilmaa). Säiliön paine on P eli reikään muodostuva nopeus lasketaan kaavalla P_säiliö=P_dyn=0,5*rho*V_reikä^2. Massavirta lasketaan tietysti m'=rho*A_reikä*V_reikä. Työntövoima lasketaan liikemäärän muutoksesta F=m' * V_reikä, koska säiliössä vesi on paikallaan. Sijoittamalla saadaan F=rho*A_reikä*V_reikä^2 = 2*P_dyn*A_reikä=2*P_säiliö*A_reikä.

Ne jotka ovat eri mieltä, voivat varmasti kertoa mikä edellisen kappaleen johdossa menee väärin.

Lue lisää

Onko tämä jonkinlainen yritys selviytyä kiusallisesta tilanteesta, vai oletko aivan vakavissasi ryhtymässä muokkaamaan fysiikkaa uusiksi ?

kiinnostavaa kirjoitti:

Onko tämä jonkinlainen yritys selviytyä kiusallisesta tilanteesta, vai oletko aivan vakavissasi ryhtymässä muokkaamaan fysiikkaa uusiksi ?

Mitä kiusallista olisi kirjoittaa asioista niinkun ne ovat? Joku muu täällä yrittää muokkaa fysiikkaa uusiksi.

Tässä (Method 2) on jotenkin mystisesti päästy aivan samoihin kaavoihin kuin minä. Huomatkaa erityisesti, että P_exit ja P_atm ovat samoja kokoonpuristumattomalle virtaukselle (vesi). http://coewww.rutgers.edu/classes/mae/mae433/Lecture-Lab1.pdf

Ottakaa nyt ihmeessä yhteyttä New Jerseyn yliopiston mekaniikan labraan ja varoittakaa, että he muokkaavat fysiikkaa uusiksi!

Joakim1 kirjoitti:

Mitä kiusallista olisi kirjoittaa asioista niinkun ne ovat? Joku muu täällä yrittää muokkaa fysiikkaa uusiksi.

Tässä (Method 2) on jotenkin mystisesti päästy aivan samoihin kaavoihin kuin minä. Huomatkaa erityisesti, että P_exit ja P_atm ovat samoja kokoonpuristumattomalle virtaukselle (vesi). http://coewww.rutgers.edu/classes/mae/mae433/Lecture-Lab1.pdf

Ottakaa nyt ihmeessä yhteyttä New Jerseyn yliopiston mekaniikan labraan ja varoittakaa, että he muokkaavat fysiikkaa uusiksi!

Lue lisää

>>>>>>>>>
a) Assume incompressible flow and apply Bernoulli’s Equation to a streamline between the
stagnation chamber and the jet exit:
From which we can calculate:
V exit = sqrt( 2 ( P 0 stag − P atm )/p)
>>>>>>>>>>>

No niin , taas päädytään samaan eli P = ½ pv^2.

Jatko eteenpäin käsittelee kokoon puristuvan ilman termodynaamista käyttäytymistä.

Ketä yrität vedättää näillä älyttömyyksilläsi, ei kaikki veneilijätkään sentään ole umpityhmiä.

Tottakai nopeus lasketaan tuosta dynaamisen paineen kaavasta ja paineelle pätee ko. yhteys, mutta joillekin tuntuu olevan vaikea ymmärtää, miten voima lasketaan.

Heti tuon yläpuolella on kaava työntövoimalle:
Thrust = -(P_exit - P_atm) - V_exit^2 * rho * A_exit.

Heti alapuolella taas sanotaan P_exit=P_atm, josta tietysti seuraa:

Thrust = -V_exit^2 * rho * A_exit

Tuossa ei siis ole puolikasta eikä paine-eroa. Kyse on voiman yhtälöstä ei paineen. Jos tuonne sijoittaa P_stag=0,5*rho*_V_exit^2 saa:

Thrust = - 2 * P_stag * A_exit

Jos ei ymmärrä, ei sitten ymmärrä.

Joakim1 kirjoitti:

Tottakai nopeus lasketaan tuosta dynaamisen paineen kaavasta ja paineelle pätee ko. yhteys, mutta joillekin tuntuu olevan vaikea ymmärtää, miten voima lasketaan.

Heti tuon yläpuolella on kaava työntövoimalle:
Thrust = -(P_exit - P_atm) - V_exit^2 * rho * A_exit.

Heti alapuolella taas sanotaan P_exit=P_atm, josta tietysti seuraa:

Thrust = -V_exit^2 * rho * A_exit

Tuossa ei siis ole puolikasta eikä paine-eroa. Kyse on voiman yhtälöstä ei paineen. Jos tuonne sijoittaa P_stag=0,5*rho*_V_exit^2 saa:

Thrust = - 2 * P_stag * A_exit

Jos ei ymmärrä, ei sitten ymmärrä.

Lue lisää

Aivan niin
Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - V_exit^2 * rho * A_exit.
Juuri niin ja samassa yhteydessä esitetty kaava että V_exit^2 = 2*(P_stag - P_atm)/rho .
Kun kaavat yhdistetään saadaan Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - 2*(P_stag - P_atm) * A_exit.
Kokoon puristumattomassa aineessa P_exit =P_stag jolloin kaavasta tulee Thrust = (P_exit - P_atm)*A_exit , joka on juuri dA*P

Tulevaisuuden varalle voisit katsoa tarkemmin mitä esität
" For the incompressible flow assumption, p exit = p atm " tarkoittaa kylläkin tiheyttä eikä painetta, maininta oli vain ennen kuin käsittely siirtyy tiheyden muutoksiin.

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/propth.html

Nasa on samaa mieltä että voima on dP*A ja myös aiemmin esitetyssä Wärtsilän vesisuihkuteoriaa käsittelevästä linkistä se löytyy .

Se on tietenkin valitettavaa että kaikki eivät tätä ymmärrä.

Yksi-tyhmä-veneilijä kirjoitti:

Aivan niin
Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - V_exit^2 * rho * A_exit.
Juuri niin ja samassa yhteydessä esitetty kaava että V_exit^2 = 2*(P_stag - P_atm)/rho .
Kun kaavat yhdistetään saadaan Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - 2*(P_stag - P_atm) * A_exit.
Kokoon puristumattomassa aineessa P_exit =P_stag jolloin kaavasta tulee Thrust = (P_exit - P_atm)*A_exit , joka on juuri dA*P

Tulevaisuuden varalle voisit katsoa tarkemmin mitä esität
" For the incompressible flow assumption, p exit = p atm " tarkoittaa kylläkin tiheyttä eikä painetta, maininta oli vain ennen kuin käsittely siirtyy tiheyden muutoksiin.

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/propth.html

Nasa on samaa mieltä että voima on dP*A ja myös aiemmin esitetyssä Wärtsilän vesisuihkuteoriaa käsittelevästä linkistä se löytyy .

Se on tietenkin valitettavaa että kaikki eivät tätä ymmärrä.

Lue lisää

Näinhän siinä yleensä lopulta käy kun yrittää väkisin inttää virheellistä kantaansa.
Tässä Joakim1 sitten potkaisi omaan nilkkaansa, toi todisteekseen tutkimus linkin, joka todisti että hän itse on väärässä.

Yksi-tyhmä-veneilijä kirjoitti:

Aivan niin
Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - V_exit^2 * rho * A_exit.
Juuri niin ja samassa yhteydessä esitetty kaava että V_exit^2 = 2*(P_stag - P_atm)/rho .
Kun kaavat yhdistetään saadaan Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - 2*(P_stag - P_atm) * A_exit.
Kokoon puristumattomassa aineessa P_exit =P_stag jolloin kaavasta tulee Thrust = (P_exit - P_atm)*A_exit , joka on juuri dA*P

Tulevaisuuden varalle voisit katsoa tarkemmin mitä esität
" For the incompressible flow assumption, p exit = p atm " tarkoittaa kylläkin tiheyttä eikä painetta, maininta oli vain ennen kuin käsittely siirtyy tiheyden muutoksiin.

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/propth.html

Nasa on samaa mieltä että voima on dP*A ja myös aiemmin esitetyssä Wärtsilän vesisuihkuteoriaa käsittelevästä linkistä se löytyy .

Se on tietenkin valitettavaa että kaikki eivät tätä ymmärrä.

Lue lisää

Tuon kaavan soveltaminen käytäntöön onkin eri juttu. Niin kauan, kun vesi ei virtaa, stattisen paineen kaava pitää paikkansa. Kun vesi alkaa virtaamaan, sen nopeus vaihtelee virtauksen eri kohdissa yleensä niin, että virtaus on suurin keskellä ja hitaampi reunoilla. Virtaus muuttaa paineesta johtuvaa potentiaalienergiaa liike-energiaksi, joten paine-ero muuttuu putken alueella.

Myös oletus virtauksen laminaarisuudesta ja nesteen kitkattomuudesta on karkeaa mutkien oikomista. Todellisuudessa paine-ero on suurimmillaan, kun potkuri alkaa pyöria eikä vesi ole vielä alkanut liikkua. Veden nopeuden kasvaessa keulapotkurin pyörimisliike kasvaa ja samalla kasvaa kitkahäviöt keulapotkurin mekanismissa ja nesteessä.

Jos otetaan vielä huomioon, että akun jännite putoaa nopeasti käynnistämisen jälkeen akun sisäisen kitkan takia, niin voidaan unohtaa staattinen kaava keulapotkurin todellisen työntövoiman laskemisessa.

Paine-erogradintin arvioiminen virtauksessa on aika haastavaa koska siihen vaikuttaa halkaisijan ohella pintojen sileys, veden suolapitoisuus ja lämpötila näin alkaapäälle.

Paremman tuloksen saa todennäköisesti mittaamalla tai arvioimalla keulapotkurin ottama teho ja arvioimalla häviöt sekä vedessä että potkurin mekanismeissa. Siinä on ainakin vähemmän muuttujia.

EntäSitten kirjoitti:

Tuon kaavan soveltaminen käytäntöön onkin eri juttu. Niin kauan, kun vesi ei virtaa, stattisen paineen kaava pitää paikkansa. Kun vesi alkaa virtaamaan, sen nopeus vaihtelee virtauksen eri kohdissa yleensä niin, että virtaus on suurin keskellä ja hitaampi reunoilla. Virtaus muuttaa paineesta johtuvaa potentiaalienergiaa liike-energiaksi, joten paine-ero muuttuu putken alueella.

Myös oletus virtauksen laminaarisuudesta ja nesteen kitkattomuudesta on karkeaa mutkien oikomista. Todellisuudessa paine-ero on suurimmillaan, kun potkuri alkaa pyöria eikä vesi ole vielä alkanut liikkua. Veden nopeuden kasvaessa keulapotkurin pyörimisliike kasvaa ja samalla kasvaa kitkahäviöt keulapotkurin mekanismissa ja nesteessä.

Jos otetaan vielä huomioon, että akun jännite putoaa nopeasti käynnistämisen jälkeen akun sisäisen kitkan takia, niin voidaan unohtaa staattinen kaava keulapotkurin todellisen työntövoiman laskemisessa.

Paine-erogradintin arvioiminen virtauksessa on aika haastavaa koska siihen vaikuttaa halkaisijan ohella pintojen sileys, veden suolapitoisuus ja lämpötila näin alkaapäälle.

Paremman tuloksen saa todennäköisesti mittaamalla tai arvioimalla keulapotkurin ottama teho ja arvioimalla häviöt sekä vedessä että potkurin mekanismeissa. Siinä on ainakin vähemmän muuttujia.

Lue lisää

Sähkömoottorin hyötysuhde 85%
Kulmavaihteen ja mekanismien 85%
Potkurin 70%
Nämä, kun kerrotaan keskenään, niin n.50% systeemin ottamasta energiasta menee sivusuuntaisen voiman kehittämiseen ja loput kitkoihin.

EntäSitten kirjoitti:

Tuon kaavan soveltaminen käytäntöön onkin eri juttu. Niin kauan, kun vesi ei virtaa, stattisen paineen kaava pitää paikkansa. Kun vesi alkaa virtaamaan, sen nopeus vaihtelee virtauksen eri kohdissa yleensä niin, että virtaus on suurin keskellä ja hitaampi reunoilla. Virtaus muuttaa paineesta johtuvaa potentiaalienergiaa liike-energiaksi, joten paine-ero muuttuu putken alueella.

Myös oletus virtauksen laminaarisuudesta ja nesteen kitkattomuudesta on karkeaa mutkien oikomista. Todellisuudessa paine-ero on suurimmillaan, kun potkuri alkaa pyöria eikä vesi ole vielä alkanut liikkua. Veden nopeuden kasvaessa keulapotkurin pyörimisliike kasvaa ja samalla kasvaa kitkahäviöt keulapotkurin mekanismissa ja nesteessä.

Jos otetaan vielä huomioon, että akun jännite putoaa nopeasti käynnistämisen jälkeen akun sisäisen kitkan takia, niin voidaan unohtaa staattinen kaava keulapotkurin todellisen työntövoiman laskemisessa.

Paine-erogradintin arvioiminen virtauksessa on aika haastavaa koska siihen vaikuttaa halkaisijan ohella pintojen sileys, veden suolapitoisuus ja lämpötila näin alkaapäälle.

Paremman tuloksen saa todennäköisesti mittaamalla tai arvioimalla keulapotkurin ottama teho ja arvioimalla häviöt sekä vedessä että potkurin mekanismeissa. Siinä on ainakin vähemmän muuttujia.

Lue lisää

Mikä tarkoitus tällä kommentilla oli käsiteltävään asiaan ?

Työntövoima on edellä esitetty paineiden erosta johtuva ja VAIN se.

Ero on määriteltävissä myös nopeuden ja pinta-alan mukaan ja kaikki sisäiset häviöt, dynaamiset paineet, niiden vastavoimat, paine-ero gradientit ja muut sekundääriset kiihdytystavasta johtuvat häviöt vaikuttavat vain tehon tarpeeseen eli hyötysuhteeseen, joka on kai ketjussa tuotu useampaankin otteeseen esille.
Ulosvirtauksen kiihtyminen sisäänvirtauksen lisääntyessä on vakioteholla luonnollinen seuraus, olipa paineen tuottajana mikä tahansa käyttövoima .

EntäSitten kirjoitti:

Tuon kaavan soveltaminen käytäntöön onkin eri juttu. Niin kauan, kun vesi ei virtaa, stattisen paineen kaava pitää paikkansa. Kun vesi alkaa virtaamaan, sen nopeus vaihtelee virtauksen eri kohdissa yleensä niin, että virtaus on suurin keskellä ja hitaampi reunoilla. Virtaus muuttaa paineesta johtuvaa potentiaalienergiaa liike-energiaksi, joten paine-ero muuttuu putken alueella.

Myös oletus virtauksen laminaarisuudesta ja nesteen kitkattomuudesta on karkeaa mutkien oikomista. Todellisuudessa paine-ero on suurimmillaan, kun potkuri alkaa pyöria eikä vesi ole vielä alkanut liikkua. Veden nopeuden kasvaessa keulapotkurin pyörimisliike kasvaa ja samalla kasvaa kitkahäviöt keulapotkurin mekanismissa ja nesteessä.

Jos otetaan vielä huomioon, että akun jännite putoaa nopeasti käynnistämisen jälkeen akun sisäisen kitkan takia, niin voidaan unohtaa staattinen kaava keulapotkurin todellisen työntövoiman laskemisessa.

Paine-erogradintin arvioiminen virtauksessa on aika haastavaa koska siihen vaikuttaa halkaisijan ohella pintojen sileys, veden suolapitoisuus ja lämpötila näin alkaapäälle.

Paremman tuloksen saa todennäköisesti mittaamalla tai arvioimalla keulapotkurin ottama teho ja arvioimalla häviöt sekä vedessä että potkurin mekanismeissa. Siinä on ainakin vähemmän muuttujia.

Lue lisää

Kysymys oli että riittääkö 2" putken puhallus 30 kg työntövoimaan. !
Ja vastaus kai kaikkien vaiheiden jälkeen että kyllä ja sen tehon tarve on n. 2.5 kW
Jos putki vedetään kauempaa, pumpun ja moottorin hyötysuhde on mitä on, niin mitoitus niille on tehtävä sen mukaisesti, kun ulostuloputkelle asti tulee se 2.5 kW, niin työntövoima saavutetaan, siinä kaikki.

siis-vielä-kerran kirjoitti:

Mikä tarkoitus tällä kommentilla oli käsiteltävään asiaan ?

Työntövoima on edellä esitetty paineiden erosta johtuva ja VAIN se.

Ero on määriteltävissä myös nopeuden ja pinta-alan mukaan ja kaikki sisäiset häviöt, dynaamiset paineet, niiden vastavoimat, paine-ero gradientit ja muut sekundääriset kiihdytystavasta johtuvat häviöt vaikuttavat vain tehon tarpeeseen eli hyötysuhteeseen, joka on kai ketjussa tuotu useampaankin otteeseen esille.
Ulosvirtauksen kiihtyminen sisäänvirtauksen lisääntyessä on vakioteholla luonnollinen seuraus, olipa paineen tuottajana mikä tahansa käyttövoima .

Lue lisää

Kommentin tarkoitus käsiteltävään asiaan on tuoda se maanpinnalle teoriasta käytäntöön.
Jos oikeasti aikoo rakentaa jotain itse eikä ole käytettävissä valtavasti laskentakapasiteettia ja ennen kaikkea kalliita suunnitteluohjelmia, niin nyrkkisääntönä se, että puolet käytetystä energiasta on käytettävissä hyväksi on paljon hyödyllisempi tieto kuin teoria, jonka malli ei ota huomioon 50% energiahukkaa.

Noilla kaavoilla tehty keulansiirtäjä tarvitsee 100% lisää potkua päästäkseen haluttuun lopputulokseen. On ihan turha hehkuttaa kaavoja, jotka on niin pelkistettyjä, että lopputulos on 50% halutusta.

SiksiLiittyyAiheeseen kirjoitti:

Kommentin tarkoitus käsiteltävään asiaan on tuoda se maanpinnalle teoriasta käytäntöön.
Jos oikeasti aikoo rakentaa jotain itse eikä ole käytettävissä valtavasti laskentakapasiteettia ja ennen kaikkea kalliita suunnitteluohjelmia, niin nyrkkisääntönä se, että puolet käytetystä energiasta on käytettävissä hyväksi on paljon hyödyllisempi tieto kuin teoria, jonka malli ei ota huomioon 50% energiahukkaa.

Noilla kaavoilla tehty keulansiirtäjä tarvitsee 100% lisää potkua päästäkseen haluttuun lopputulokseen. On ihan turha hehkuttaa kaavoja, jotka on niin pelkistettyjä, että lopputulos on 50% halutusta.

Lue lisää

Ymmärrätkö mitä tarkoittaa nettoteho ?
Massavirta ilmaisee juuri sen ja sen laskeminenkin on simppeliä esittämiisi arviointeihin verrattuna.
Juttusi rönsyily aiheen ulkopuolelle vaikuttaa keinotekoiselta pätemiseltä, jos haluat ruveta vääntämään eri laitteiden hyötysuhteista niin se on jo asia itsessään, tämän ketjun aiheeseen se ei liity.
Avaa uusi ketju aiheesta jos katsot sen käsittelyn tarpeelliseksi, tämä ketju on jo tarpeeksi sotkettu ilman lisä hämmentämistäsikin.

Yksi-tyhmä-veneilijä kirjoitti:

Aivan niin
Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - V_exit^2 * rho * A_exit.
Juuri niin ja samassa yhteydessä esitetty kaava että V_exit^2 = 2*(P_stag - P_atm)/rho .
Kun kaavat yhdistetään saadaan Thrust = -(P_exit - P_atm)*A_exit - 2*(P_stag - P_atm) * A_exit.
Kokoon puristumattomassa aineessa P_exit =P_stag jolloin kaavasta tulee Thrust = (P_exit - P_atm)*A_exit , joka on juuri dA*P

Tulevaisuuden varalle voisit katsoa tarkemmin mitä esität
" For the incompressible flow assumption, p exit = p atm " tarkoittaa kylläkin tiheyttä eikä painetta, maininta oli vain ennen kuin käsittely siirtyy tiheyden muutoksiin.

https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/airplane/propth.html

Nasa on samaa mieltä että voima on dP*A ja myös aiemmin esitetyssä Wärtsilän vesisuihkuteoriaa käsittelevästä linkistä se löytyy .

Se on tietenkin valitettavaa että kaikki eivät tätä ymmärrä.

Lue lisää

Kirjoituksessasi on niin monta virhettä, etten jaksa kaikkia edes kommentoida. Tuossa linkittämässäni tapauksessa P (paine) ja rho (tiheys) oli selkeästi eroteltu ja P_exit=P_atm (ei todellakaan =P_stag!)

Hölö-hölö-taas kirjoitti:

Ymmärrätkö mitä tarkoittaa nettoteho ?
Massavirta ilmaisee juuri sen ja sen laskeminenkin on simppeliä esittämiisi arviointeihin verrattuna.
Juttusi rönsyily aiheen ulkopuolelle vaikuttaa keinotekoiselta pätemiseltä, jos haluat ruveta vääntämään eri laitteiden hyötysuhteista niin se on jo asia itsessään, tämän ketjun aiheeseen se ei liity.
Avaa uusi ketju aiheesta jos katsot sen käsittelyn tarpeelliseksi, tämä ketju on jo tarpeeksi sotkettu ilman lisä hämmentämistäsikin.

Lue lisää

Se on kuitenkin niin, että sinä et määrää yleisellä palstalla mikä kuuluu aiheeseen ja mikä ei. Ymmärrän, että sapettaa, mutta aikuisena (?) ihmisenä osaat varmaan käsitellä sitä muullakin tavalla kuin kieltyämällä keskustelua. Vai?

Nuo kaavat perustuvat ideaalinesteeseen ja muutenkin kitkattomaan maailmaan. Sellaisessa maailmassa sähkömottorin nopeus on ääretön eikä akun näpajännite laske ennen kuin virta loppuu kuin seinään viimeisen elektronin siirryttyä navalta toiselle.

Nettotehoa ei pysty noilla kaavoilla laskemaan puhumattakaan bruttotehosta. Siihen kaavassa on liian vähän muuttujia.

Joakim1 kirjoitti:

Kirjoituksessasi on niin monta virhettä, etten jaksa kaikkia edes kommentoida. Tuossa linkittämässäni tapauksessa P (paine) ja rho (tiheys) oli selkeästi eroteltu ja P_exit=P_atm (ei todellakaan =P_stag!)

Lue lisää

Ymmärrätkö sinä noista kaavoista yhtään mitään.

Katso nyt sitä esittämääsi kaavaa :

thrust = (Pexit - Patn)*Aexit - Vexit^2*p*Aexit

Se on Bernoullin peruskaava oletuksella että alkunopeus on 0 eli termi Vatm^2*patm*Aexit puuttuu.
Samaisen Bernoullin mukaan Vexit ^2 = (2(Pexit-Patm)/p, myös kaaviokuvaan on merkitty ulostulon kohdalle paine Pexit-Patm, se ei siis missään tapauksessa voi olla 0

Katso sitä edeltävää johdantoa ja huomaat että Pstag ja Pexit eroavat toisistaan painovoiman vaikutuksesta jota vaakasuunnassa ei tietenkään ole.

Pexit = Patm on järjetön oletus, käytä edes hieman ajattelukykyäsi niin huomaat jopa puhtaaksikirjoituksissa sattuneet lipsahdukset.

Yksi-tyhmä-veneilijä kirjoitti:

Ymmärrätkö sinä noista kaavoista yhtään mitään.

Katso nyt sitä esittämääsi kaavaa :

thrust = (Pexit - Patn)*Aexit - Vexit^2*p*Aexit

Se on Bernoullin peruskaava oletuksella että alkunopeus on 0 eli termi Vatm^2*patm*Aexit puuttuu.
Samaisen Bernoullin mukaan Vexit ^2 = (2(Pexit-Patm)/p, myös kaaviokuvaan on merkitty ulostulon kohdalle paine Pexit-Patm, se ei siis missään tapauksessa voi olla 0

Katso sitä edeltävää johdantoa ja huomaat että Pstag ja Pexit eroavat toisistaan painovoiman vaikutuksesta jota vaakasuunnassa ei tietenkään ole.

Pexit = Patm on järjetön oletus, käytä edes hieman ajattelukykyäsi niin huomaat jopa puhtaaksikirjoituksissa sattuneet lipsahdukset.

Lue lisää

Pexit = Patm ei ole oletus, vaan tosiasia, kun vesisuihkulla suikutetaan ilmaan, eikä veden alle.

Joakim1 kirjoitti:

Kirjoituksessasi on niin monta virhettä, etten jaksa kaikkia edes kommentoida. Tuossa linkittämässäni tapauksessa P (paine) ja rho (tiheys) oli selkeästi eroteltu ja P_exit=P_atm (ei todellakaan =P_stag!)

Lue lisää

P_exit=P_atm ? ? ?

Johdannossa on jo maininta että käytetään Bernoullin periaatetta, joka perustuu siihen oletukseen että on kaksi painetta ja niiden kohdalla virtausnopeutta ja kaava kuvaa niiden keskinäistä suhdetta.
Oletus että molemmat paineet olisivat yhtä suuria tarkoittaa tilannetta että myös nopeudet ovat yhtä suuret ja voimaa ei tarvita eikä synny.
Vain oletuksen mukaiset P1 vastaa v1 ja P2 vastaa v2 ovat mahdollisia, eli jos kaavassa on V_exit niin sitä vastaa P_exit jne.

Jos tämän tason perusteet ovat tuntemattomia niin omien laskuteorioiden esittämiseltä pitäisi suosiolla pidättäytyä.

Älä sitten kirjoita teorioita, kun et selvästikään ymmärrä Bernoullin periaatetta. Katso ko. tehtävään liittyvää kuvaa. Siinä on kolme painetta, P_stag on säiliössä vallitseva paine virtausnopeuden ollessa n. nolla, P_exit on suuttimen aukon paine ja P_atm on säiliön ulkopuolella oleva paine. Bernoullin periaatteen mukaan virtauksen kiihtyessä paine laskee eli P_dyn P_exit = P_stag, missä P_dyn=0,5*rho*V_exit^2.

Yritä nyt edes lukea ensimmäine kappale täältä: https://fi.wikipedia.org/wiki/Bernoullin_laki

Ko. tilanteessa, kuten myös vesisuihkussa, P_exit=P_atm, mutta P_stag on tietysti suurempi, mutta se ei enää vaikuta suuttimen lähestössä, jossa V ei ole läheskään nolla.

HuippuAsianTuntija kirjoitti:

Pexit = Patm ei ole oletus, vaan tosiasia, kun vesisuihkulla suikutetaan ilmaan, eikä veden alle.

Katso sitä kuvaa ja yritä ymmärtää.
Siinä on oikein nuolella osoitettu ja sanottu purkauskohta, jossa on p_exit ja V_exit mainitussa kohdassa, jos se olisi P_atm , niin mitään voimaa ei syntyisi.

Yksi-tyhmä-veneilijä kirjoitti:

Ymmärrätkö sinä noista kaavoista yhtään mitään.

Katso nyt sitä esittämääsi kaavaa :

thrust = (Pexit - Patn)*Aexit - Vexit^2*p*Aexit

Se on Bernoullin peruskaava oletuksella että alkunopeus on 0 eli termi Vatm^2*patm*Aexit puuttuu.
Samaisen Bernoullin mukaan Vexit ^2 = (2(Pexit-Patm)/p, myös kaaviokuvaan on merkitty ulostulon kohdalle paine Pexit-Patm, se ei siis missään tapauksessa voi olla 0

Katso sitä edeltävää johdantoa ja huomaat että Pstag ja Pexit eroavat toisistaan painovoiman vaikutuksesta jota vaakasuunnassa ei tietenkään ole.

Pexit = Patm on järjetön oletus, käytä edes hieman ajattelukykyäsi niin huomaat jopa puhtaaksikirjoituksissa sattuneet lipsahdukset.

Lue lisää

Minä kyllä ymmärrän, mutta sinä selvästikään et. Ko. työntövoiman kaavassa Bernoullin yhtälöllä ei tehdä muuta kuin lasketa V. Bernoullin yhtälö ei kerro työntövoimaa, joka tulee liikemäärän säilymislaista.

Huomaa, että V_exit -kaavassa on (P_stag-P_atm) eikä suinkaan (P_exit-P_atm), joka tietysti on nolla.

Joakim1 kirjoitti:

Minä kyllä ymmärrän, mutta sinä selvästikään et. Ko. työntövoiman kaavassa Bernoullin yhtälöllä ei tehdä muuta kuin lasketa V. Bernoullin yhtälö ei kerro työntövoimaa, joka tulee liikemäärän säilymislaista.

Huomaa, että V_exit -kaavassa on (P_stag-P_atm) eikä suinkaan (P_exit-P_atm), joka tietysti on nolla.

Lue lisää

Miksi esität seinämään kohdistuvan paineen kaavaa ?
No siksi että tietosi näyttää olevan nettiselauksen varassa ja tartut mihin tahansa mikä näyttää ehkä liittyvän asiaan , kun et tiedä todellisuudessa mitään.

http://physics.bu.edu/~duffy/py105/Bernoulli.html

Katso sieltä paineen ja nopeuden riippuvuuksia ja yritä edes kuvitella väittämääsi tilannetta että P1 olisi sama kuin P2, mitään kolmansia mielikuvituspaineita ei kaavaan kuulu.

Linkissäsi on juuri tuo kaava ja voimaksi on määritelty paine.ero * A_exit.

Voi_hyvä_tavaton kirjoitti:

Miksi esität seinämään kohdistuvan paineen kaavaa ?
No siksi että tietosi näyttää olevan nettiselauksen varassa ja tartut mihin tahansa mikä näyttää ehkä liittyvän asiaan , kun et tiedä todellisuudessa mitään.

http://physics.bu.edu/~duffy/py105/Bernoulli.html

Katso sieltä paineen ja nopeuden riippuvuuksia ja yritä edes kuvitella väittämääsi tilannetta että P1 olisi sama kuin P2, mitään kolmansia mielikuvituspaineita ei kaavaan kuulu.

Linkissäsi on juuri tuo kaava ja voimaksi on määritelty paine.ero * A_exit.

Lue lisää

Voi hyvä tavaton vaan kun ei ole. Ei tosiaan ole mitään kolmansia paineita, kun P_exit = P_atm. P_stag-P_atm on se joka kiihdyttää virtauksen nopeuteen V_exit. Työntövoima taastulee massavirran ja nopeuden tulosta eli F=m'*V_exit. Aukon kohdalla ei ole paine-eroa, koska nopeus on jo V_exit, josta seuraa Bernoullin kaavan mukaan P_exit=P_atm.

Halooo kirjoitti:

Katso sitä kuvaa ja yritä ymmärtää.
Siinä on oikein nuolella osoitettu ja sanottu purkauskohta, jossa on p_exit ja V_exit mainitussa kohdassa, jos se olisi P_atm , niin mitään voimaa ei syntyisi.

Lue lisää

Työntövoima syntyy massavirran ja nopeuden tulosta eli liikemäärän muutoksesta.

P_stag-P_exit taas aiheuttaa sen nesteen kiihtydyyden ja siten nopeuden V_exit., jota käytetään edellisen laskennassa. Siitä ei voi laskea suoraan työntövoimaa, vaan Thrust= 2* (P_stag-P_exit)*A_exit).

Ei tämä oikeasti vaikeaa ole, jos hiukan osaa fysiikkaa. Tai katsoo edes mistä tahansa hydrodynamiikan oppikirjasta.

Joakim1 kirjoitti:

Työntövoima syntyy massavirran ja nopeuden tulosta eli liikemäärän muutoksesta.

P_stag-P_exit taas aiheuttaa sen nesteen kiihtydyyden ja siten nopeuden V_exit., jota käytetään edellisen laskennassa. Siitä ei voi laskea suoraan työntövoimaa, vaan Thrust= 2* (P_stag-P_exit)*A_exit).

Ei tämä oikeasti vaikeaa ole, jos hiukan osaa fysiikkaa. Tai katsoo edes mistä tahansa hydrodynamiikan oppikirjasta.

Lue lisää

Lääkkeet

Joakim1 kirjoitti:

Työntövoima syntyy massavirran ja nopeuden tulosta eli liikemäärän muutoksesta.

P_stag-P_exit taas aiheuttaa sen nesteen kiihtydyyden ja siten nopeuden V_exit., jota käytetään edellisen laskennassa. Siitä ei voi laskea suoraan työntövoimaa, vaan Thrust= 2* (P_stag-P_exit)*A_exit).

Ei tämä oikeasti vaikeaa ole, jos hiukan osaa fysiikkaa. Tai katsoo edes mistä tahansa hydrodynamiikan oppikirjasta.

Lue lisää

" P_stag-P_exit taas aiheuttaa sen nesteen kiihtydyyden "

Jos todella noin, niin silloin nuo on oltava Bernoullin kaavassa ne V1 ja V2 ja pääsytään tulokseen F =dP*A

Lääkkeet_ kirjoitti:

Lääkkeet

Hae apteekista lisää jos ovat päässeet loppumaan. Täällä lääkkeistäsi on ihan turhaa jauhaa.

27ywt88 kirjoitti:

" P_stag-P_exit taas aiheuttaa sen nesteen kiihtydyyden "

Jos todella noin, niin silloin nuo on oltava Bernoullin kaavassa ne V1 ja V2 ja pääsytään tulokseen F =dP*A

Lue lisää

Herrat taitavat puhuvat eri asioista.
Paineistetun kaasun virtauksessa painenopeuden lisäksi se paisuu paineen aletessa ja kokonais voima on 2PA.
Kokoon puristumattomalla aineella paisunta puuttuu ja voima on PA.
Siitä voi sitten kiistellä missä tilanteessa ja kumpaan ilma katsotaan kuuluvaksi , vesi lienee selvä tapaus.

Älä nyt ala sotkemaan laajenevaa kaasua tähän, kun siitä ei vielä ole puhuttu sanaakaan ja se ei mitenkään kuulu tähän. Sille homma on paljon monimutkaisempi, kun kaasun lämpötilakin muuttuu laajetessa. Nesteelle voima on 2*P*A.

Opetelkaa veneen käsittely ilman keulapotkuria, niin keulapotkurin avustamana tuo sujuu vielä paremmin. Keulapotkuria käytettäessä kaikki toimenpiteet sujuuvat rauhallisella vauhdilla. Iän lisääntyessä keulapotkuri korvaa osan kipparin menetetystä ketteryydestä.