Kammion A tilavuus on puoli litraa. Kammion B tilavuus sama. Molemmat kammiot ovat pallon muotoisia. Kammiossa A on 500 baria, kammio B on paineistamaton. Kammiot on yhdistetty 0.1mm halkaisijallisella millin pitkällä kanavalla ja kanava on lähtötilanteessa suljettu.
Kun kanava avataan äkillisesti, kuinka kauan kestää paine-eron tasottumiseen? Voiko laskea ilman softaa?
Kun kanava avataan äkillisesti, kuinka kauan kestää paine-eron tasottumiseen? Voiko laskea ilman softaa?
Vastaukset 34
Vanhimmat
noin äkisti vois kuvitella ajan riippuvan myös säiliöissä olevasta aineesta
Molemmat säiliöt on täynnä 20 asteista puhdasta vettä.
Kun on kyse pneumatiikasta, on aine kaasua. Jos arvelisi todennäköisintä ainetta, niin veikkaisi kaasun olevan ilmaa.
Silloin on kylläkin kyse hydrauliikasta.
Monissa pneumatiikan sovelluksissa säiliöt ja putkistot täyttyvät pikku hiljaa nestemäisellä vedellä. Vettä on poistettava koko ajan. Kysyjän tapauksessa tämä oli päässyt unohtumaan! Ilmassa on aina enemmän tai vähemmän vesihöyryä.
Bernoullin laki.
Ei pitäisi olla vaikeaa muodostaa differentiaaliyhtälöä kuvaamaan paineen laskua ajan funktiona.
Missä tuo tuli vastaan noin niinkuin käytännössä vai onko kotitehtävä?
Miksi asian pitäisi olla kumpikaan tai muutenkaan mihinkään liittyvä.
Asian harrastajille yleensä syntyy erilaisia mielikuvia tapahtumista, joiden fysikaalinen ja laskennallinen ratkaisu voi kiinnostaa pelkän ratkaisumallin vuoksi.
Helppo päätellä ett äärettömän kauan tuossa menee. Virtausnopeus lähestyy nollaa kun paine-ero pienenee.
Tietysti joku palstalle kirjoitteleva imupainehitsari-hoituri voisi hoitaa asian nopeammin 5 bar alipaineella.
kyllä 5 bar alipainetta voi olla, sehän riippuu ihan siitä mikä on määritelty vertailupaineeksi, ei sen tarvi olla normaali ilmapaine
Kerropa sitten jokin käytännön tilanne, jossa ylipainetta nimitetään alipaineeksi? Kyllä käsitteellä "alipaine" tarkoitetaan ainakin ammattipiireissä ihan juuri sitä normaali- ilmakehän painetta pienempää painetta. Jos jossakin putiikissa jotain muuta harrastetaan niin sopii kysyä että miten heillä määriteltäisiin tilanne, jossa paine alittaa normaalin ilmakehän paineen, olisiko se alialipaine tms?
Siinä ei todellakaan mene äärettömän kauaa, yhtyvien astioiden laki on selkeä ja suoraviivainen.
Minä en tiedä asiasta muuta kuin sen, että tällä palstalla eräs alipaineimuhitsari-hoituri arveli, että 5 bar alipaineella voi veden imeä 50 metrin korkeuteen.
Olettaisin tuon onnistuvan laskemalla.
Veden bulk-module muistaakseni n. 2 GPa, josta selviää paineen muutos määrän nuutuessa, ja virtausnopeus määräytyy paine-eroista suoraan Bernoullin mukaan.
En tiedä (jaksa), millainen diff-yhtälöstä muodostuu, mutta oletan sille olevan reaaliratkaisu.
Tarvittaessa myös säiliöiden tilavuuksien muutos on liitettävissä mukaan.
Eli et osaa! Esim. putken ns. kertavastus on riippuvainen juuri ko. putken mahdollisista virtausta heikentävistä tekijöistä, mutkista ja vaikkapa hitsaussaumoista. Voi olla vaikka epätasainen hitsaussauma joka ei pienennä putken halkaisijaa mutta häiritsee laminaaria virtausta lisäten kokonaisvirtausvastusta. Aloittajan esittämässä täysin teoreettisessa tilanteessa ei tuollaisia vastuksia ole, teoreettinen suoraviivaisuus tekee asian ratkaisun helpoksi.
Aloittajan kysymä aika on kahdeksan minuuttia ja (noin) 37 sekuntia.
No hyvä niin.
Kertoisitko kuinka,eli millä lähtöarvoilla päädyit tulokseen ?
Yhdysputki voittanee pitää teoreettisena, kuten sen suljentamekanismikin, mutta niiden n. 10 cm /D säiliöiden seinämänpaksuus ja raaka-aine ovat ratkaisevassa osassa.
Millä arvoilla laskit tuloksesi, tai millaista virtausvastusta käytit, ja millainen oli virtauksen alkunopeus ja mihin loppunopeuteen asti katsoit olevan riittävä lopputulokseen.
Nuo kai löytyy helposti laskuistasi, joten jäämme odottamaan mielenkiinnolla.
No hyvä niin.
Kertoisitko kuinka,eli millä lähtöarvoilla päädyit tulokseen ?
Yhdysputki voittanee pitää teoreettisena, kuten sen suljentamekanismikin, mutta niiden n. 10 cm /D säiliöiden seinämänpaksuus ja raaka-aine ovat ratkaisevassa osassa.
Millä arvoilla laskit tuloksesi, tai millaista virtausvastusta käytit, ja millainen oli virtauksen alkunopeus ja mihin loppunopeuteen asti katsoit olevan riittävä lopputulokseen.
Nuo kai löytyy helposti laskuistasi, joten jäämme odottamaan mielenkiinnolla.
Vertailemme laskujamme sitten kun olet omasi esittänyt, jookos?
Mitä muuten tarkoitat "niiden n. 10 cm/D- säiliöiden" seinämäpaksuudella?
Kun selvittelemme jotakin asiaa puhtaasti teoreettiselta kannalta, silloin monia käytännössä vaikuttavia seikkoja ohitetaan, jätetään huomioimatta. Eli esim. tässä tapauksessa laskelmat tehdään huomioimatta seinämävahvuuksia tms. seikkoja. Asia ratkaistaan täysin teoreettisesti, piittaamatta siitä ettei sitä käytännössä olisi mahdollista samoilla ehdoilla ratkaista.
Monetkin asiat ratkaistaan selvittämällä alkuun ihan välttämättömimmät teoreettiset tosiasiat ja lisäämällä niihin sitten käytännön sovellusten vaatimukset. Aloittajan esittämää tilannetta ei sitäkään tietenkään käytännössä voi olla olemassa.
Paineastioita valmistetaan yleensä tietynlaisista teräslaaduista, mutta jos ei mennä sellaisiin yksityiskohtiin ja saivarteluihin vaan edetään teoriapohjalta, paljonko tarvitaan terästä jos aloittajan tarkoittama säiliö valmistetaan teräksestä. Minkä muotoisena säiliö valmistetaan ja mitä painaa minimissään siihen tarvittava teräs? Siis teoreettisesti määriteltynä, huomioimatta säiliön yhteitä, lujuuskertoimia yms. seikkoja?
Sori, taisi tulla kahteen kertaan tuo edellinen.
Ihmettelin, mikä ylimääräinen vaikeus tässä on, jos oletetaan tietyt käytännön ongelmat.
Lähtökohta on että 500 bar paineessa vesitilavuus pienenee ja säiliön tilavuus suurenee.
Niiden laskeminen lienee rutiinia, josta saadaan tilavuus, joka on siirryttävä säiliöstä toiseen paineiden tasaamiseksi.
Virtausnopeus on paine-eron funktio (Bernoulli), johon voi halutessaan liittää virtausvastuksen ja tiheyden muutoksen jos haluaa halkoa hiuksia, paine-ero on lineaarinen funktio em. tilavuudesta ja tilavuuden muutos dV=v*Adt, osat nippuun ja jos integrointi on ongelma, wa auttaa.
Ei tämä nyt niin huimaa rakettitiedettä ole, että tarvitsisi ryhtyä arvostelemaan muiden osaamista.
No.
Minulla ei ole antaa "vertailuarvoja", ratkaisin tehtävän aloittajan antamilla tiedoilla ja myös täysin teoreettisena. Jos sitten säiliön seinämävahvuudet myös huomioitaisiin, tietysti tilanne muuttuu kun 1 mm sijaan putken (reiän, reikien) yhteispituus olisikin jo vaikka 5mm seinämävahvuudella yhteensä 11 mm.
Mikä on siis laskelmiesi antama aika, sitähän tässä kysyttiin?
Tuossa edellä on laskuohjeet, käytä niitä lähtöarvoja, jotka katsot tarpeellisiksi.
Älä kuitenkaan kerro tänne tulosta, saat vain lauman "paremmin tietäviä" kertomaan, miksi olet väärässä.
Pitää huomioida myös ovatko säiliöt sen litran suuruisia ennen täyttämistä. 500 bar paine venyttää ainakin terässäiliötä jonkin verran, eli sen tilavuus täytön jälkeen on yli litran.
Toinen kysymys onkin sitten, miten pumpataan vesi 500 bar paineeseen lämpötilan nousematta...
Olen ollut tekemässä erilaisia tarkastuksia ja kokeita esim. voimaloiden höyrykattiloille, ja isohkon kattilan tilavuus kasvaa useitakin kuutiometrejä kun se täytetään ja paineistetaan lämpimällä vedellä, teräs laajenee ja putkiston tilavuus kasvaa.
Lisäys: Aloittajan säiliöt olivat puolen litran vetoisia, peistini mutti ja laitoin siksi vahingossa tuon litran, ei se toinenkaan astia tietysti noin palhon turpoa!
Kun puhutaan satojen barien paineen kestävistä säiliöistä, eli ainakin toisen tulee kestää alkutilanteen 500 bar paine, on näiden säiliöiden seinämävahvuuskin jo melkoinen, olivatpa ne mitä materiaalia tahansa. Jos säiliöitä yhdistävä putki on 1mm pituinen, eli säiliöiden ulkopuolella on putkea tuon verran, niin säiliöissä olevien reikien kohdalla yhdyskanava on säiliöiden yhteisen seinämävahvuuden verran pitempi, useita millimetrejä joka tapauksessa. Onko reikien reunoja säiliöiden puolelta mahdollisesti pyöristetty jne., kaikki sellainen vaikuttaa virtausvastukseen ja siis kysyttyyn aikaan.
Ymmärrän aloittajan tarkoittavan tilannetta täysin teoreettisesti tarkasteltuna, ilman em. tekijöitä.
Säiliön+seinämien+vahvuus+ja+materiaali+vaikuttaa+paljon+siihen,+miten+säiliön+paine+muuttuu+vesimäärän+muuttuessa.+Tästä+syystä+johtuen+myös+virtausnopeus+säiliöiden+välillä+riippuu+voimakkaasti+säiliön+seinämien+ominaisuuksista.
Juurikin sillä lailla.
Vedelle moduuli yleensä kasvaa paineen noustessa, mutta muodonmuutostyön energia vaikuttaa lämpötilaan, jolla myös on vaikutus vieläpä lämpötilasta riippuen eri suuntiin.
Tämän vastineen tarkoitus on kertoa, että juuri tällainen loputon saivartelu ja hiusten halkominen karkottaa palstalta osallistujat, ei kukaan viitsi ryhtyä ratkomaan mitään yksinkertaisimpaakaan ongelmaa, kun vastikkeena on poikkeuksetta lauma "viisaita" kertomassa missä olet väärässä ja mikä jäi pois jne.
Kukaan ei kykene kysymään mitään niin yksityiskohtaisesti, että nämä niuhottajat eivät pääsisi pätemään, vaikka kuinka yrittäisi toivoa että mennään nyt vain niillä, mitä on kerrottu.
Kai se näkyy jo selvästi, että kaikki edes jotain tietävät ovat jo jättäneet näiden "tunkkien" katselun.
Minusta+ei+ole+mitään+ongelmaa+siinä,+että+heti+alussa+mainitsee+ongelman+olevan+teoreettisen+ja+kertoo+että+asiat+X,+Y+ja+Z+jätetään+nyt+huomioitta.+Oletuksena+kun+on+se,+että+esitetty+kysymys+liittyy+jollakin+lailla+todelliseen+tilanteeseen+ja+että+pitää+huomioida+ne+siihen+vaikuttavat+ilmiöt,+joilla+on+arvion+kannalta+merkitystä+muutenkin+kuin+kolmannessa+desimaalissa.
Pelkkää toiveajattelua.
Kysyitpä miten tahansa, niin aina nämä "besserwisserit" pääsee raakkumaan, jos ei muuten, niin valistamalla että ' kysymys on väärin, koska käytännössä vaikutta myös .. jne', ja lista on loputon, hieman henkilökohtaista arvostelua joukkoon, niin kiinnostus kuolee varmuudella.
Kun vielä ottaa huomioon että alunperin oli kyse kaasusäiliöistä, niin huomaa helposti viestisi idioottimaisuuden.
Siksi varmaan kannattaisi esittää palstalla kysymykset käyttäen rekisteröityä nimimerkkiä. Näin kukaan muu ei pääse muuttamaan kysymyksen sisältöä sen alkuperäisen kysyjän nimissä. Nythän ei ole mitään keinoa tietää missä alkuperäinen loppuu ja vedätys alkaa.
Oppikirjan teoreettisen laskutehtävän peeloaminen ei ole osoitus insinööritaidosta tai fysiikan osaamisesta, vaan Aspergerin oireyhtymästä.
Rebi Siit. ; )
Onko kanava raakapintainen vai kiillotettu, mikä aine on kyseessä? (kiillotus: esim. auton imu-, pakokanava, viriteltäessä, jotta virtaus nopenee)
Kummalla kanavan pinnalla laskit, kiillotetulla vai kiillottamattomalla, jos jälkimmäisellä niin mikä oli laskelmassasi käyttämäsi pinnankarheus? Mikä oli aloittajan kysymä aika ja jos laskit molemmilla em. oletuksilla, paljonko oli ero lopputuloksissa, siis ajoissa?
Olen jo aiemmin täällä ilmoittanut oman laskelmani antaman ajan, ilmeisesti muut eivät tehtävää ole ratkaisseetkaan?
Kysyin jo aiemmin ratkaisusi perusteita, omani on tässä, ilmeisen väärä, koska jo ehdit todeta, että en osaa.
Moduuli säilyy vakiona, vesi laajenee paineiden tasaan 5.68 cm², säiliö ei siis jousta, mitään virtaushäviöitä tai tiheyden/lämmön muutosta ei ole huomioitu.
T = - 1.92308 sqrt(5.68 - x), (x = 5.68 -> 0) = n. 4.6 s
Kiinnostaisi tietää, miten ole päätynyt omaan tulokseesi.