Ρευστά on-off the road

Α) On the Road
Σε δυο οριζόντιους κυλινδρικούς σωλήνες (Α) και (Β) με ίσες διατομές, έχουμε ροή δύο διαφορετικών υγρών. Οι παροχές των δύο σωλήνων είναι σταθερές και ίσες, ενώ οι δυο ροές είναι στρωτές. Στους οριζόντιους σωλήνες έχουν προσαρμοστεί δυο κατακόρυφοι λεπτοί σωλήνες, στους οποίους τα υγρά ανέρχονται, όπως στο σχήμα.

Τα επόμενα διαγράμματα παριστάνουν την κατανομή ταχυτήτων σε μια διατομή του σωλήνα, δύο χρονικές στιγμές

A1) Να αντιστοιχίσετε σε κάθε σωλήνα ένα από τα διαγράμματα κατανομής ταχυτήτων σε μια διατομή αυτού, αιτιολογώντας την επιλογή σας.

A2) Για τις ταχύτητες πάνω στους άξονες των σωλήνων, οι οποίες είναι σημειωμένες στο σχήμα, ισχύει:

α) υ₁=υ₂ > υ₃ = υ₄. β) υ₁=υ₂=υ₃=υ4. γ) υ₁=υ₂ < υ₃=υ₄

B) Off the Road
Σε έναν οριζόντιο σωλήνα σταθερής διατομής κυλινδρικού σχήματος, ακτίνας R=2cm, έχουμε μια μόνιμη και στρωτή ροή νερού, θερμοκρασίας 20°C και πυκνότητας ρ=1.000kg/m3. Η παροχή κατά μήκος του σωλήνα είναι σταθερή. Δίνεται ο αριθμός Reynοlds για στρωτή ροή Rκρ=2.000, ενώ η κρίσιμη (μέγιστη) ταχύτητα για στρωτή ροή, δίνεται από την εξίσωση: υκρ =Rκρ n/ρR
Υπενθυμίζεται πως αν η μέγιστη ταχύτητα ροής, υπερβεί την κρίσιμη ταχύτητα, τότε η ροή μετατρέπεται από στρωτή, σε τυρβώδη.
Ο συντελεστής ιξώδους του νερού είναι n=10-3Ν∙s/m2. Οι δυο κατακόρυφοι λεπτοί σωλήνες βρίσκονται σε οριζόντια απόσταση L=20m και στο εσωτερικό τους το νερό ανέρχεται σε ύψη που διαφέρουν κατά Δh, ώστε να εξασφαλίζεται η μέγιστη παροχή κατά μήκος του σωλήνα

Η ταχύτητα σε μια διατομή του σωλήνα δίνεται από τη σχέση…..

ΣΥΝΕΧΕΙΑ-ΑΠΑΝΤΗΣΗ