Может потому на практике и не существует таких сопел, которые входят в камеру с давлением, что там теряется много энергии на завихрение? Обычное сопло, будь то водомет, сопло плазмореза или дозвуковое сопло реактивного двигателя имеет суживающееся сечение и никаких острых углов внутрь камеры не имеет, только плавные скругления.
Уважаемый Андрей! Тема меня занимает очень давно. Спасибо за ролик. Я раньше не видел рассуждения Борда. Меня удивляло, что если аккуратно ставить эксперимент (берешь 5 л или 1.5 л. пластиковую бутылку, отверстие диаметром 2 мм делаешь круглым паяльником и снимаешь истечение воды на телефон). Можно достаточно точно видеть и параболу струи и массовый расход воды. Получается хорошо согласующаяся скорость истечения. Около 1 м/сек в экспериментах. Точность лучше 5%. Она обычно удовлетворяет уравнению pgh=1.6 pv^2/2. Т.е. ближе к определению скорости по импульсу (реактивная тяга), а не по энергии (Бернулли). Я увидел подтверждение моих измерений в книге американских математиков (Эдвадс и Пенни. Дифференциальные уравнения и краевые задачи). Они брали коэффициенты 1.4-1.8. Когда отверстие аккуратное (в тонкой стенке пластика и круглое), то струя, вылетев из бутылки, еще 2 см остается ламинарной и без признаков кавитации. Нет турбулентности. Она горизонтальна и похожа на вершину параболы с погрешностью 1%. Далее она рассыпается на капли и падает по параболе. Куда девается энергия? По-видимому, перед отверстием внутри бутылки устанавливается вращающийся тор, его просто не видно. Он вращается, цепляясь за стремнину, и уносит энергию в стенки сосуда. Большое число Рейнольдса говорит, что тепло выделяется в узком пограничном слое у стенок вблизи отверстия. От вязкости зависит и размер тора и скорость воды. Возможно течение тора вдоль стенок уходит к поверхности воды вверх. Чтобы не было таких круговоротов нужно сделать сопло без резких переходов, видимо. Мне же не удалось добиться в опытах скорости Торичелли.
@@schetnikov Спасибо. Сообщение параметров эксперимента очень интересны. Видимо уровень жидкости поддерживался постоянным притоком жидкости. А, возможно, менялся динамически. Но меня несколько смущает, вернее, вызывает вопросы такие моменты. 1) В объяснениях Борда видна центральная трубка тока с ламинарным течением, где поток идет из низкого давления к высокому. Это странно. Срывы вихрей, видимо, не стационарны и трубки тока также не стационарны. Хотелось бы иметь ламинарное истечение, чтобы не углубляться с детьми в понятия "турбулентности". 2) Толщина стенок 0.1 мм, поэтому диаметры 7 и 2 мм гораздо больше толщины. Значит различие между вашими и моими экспериментами только в столбах жидкости (у меня 250-150 мм) и скоростях струи. Мне хотелось сделать квазистационар без постоянного подлива воды, перемешивающего потоки в бутылке. Где-то здесь и кроется разница. Давления рожеаш гораздо больше сил натяжения. После истечения струя попадает в давление 1 атм. Но она немного ускоряется и сужается, значит это и есть ослабление влияния поверхностного натяжения. Другой причины я не вижу. Поэтому и влияние натяжения на скорость струи соответствует погрешности в высоте столба максимум 2-3 мм. Возможно, увеличив столб жидкости (или уменьшить отверстие) и у вас увеличится расхождение с Торичелли. А мне нужно продумать увеличение отверстия, заменив бутылки на таз, чтобы можно было пренебречь потерями от трения о стенки бутылки. 3) Аналитическое решение я не видел, но оно, видимо, для случая отсутствия вязкости. И, скорее всего, без вихрей. Давление, скорее всего задано на бесконечности, а диаметр отверстия стремится к нулю. Т.е. подозреваю, что эта задача мало полезна для практики, но полезна для теста расчетов. В любом случае, спасибо за информацию. Поищу.
@@schetnikov Немного поздно, но... Как получилось v^2 = 2gh. Если из Ep=Ek = mgh=mv^2/2, то разве не надо учесть, что центр масс столба жидкости находится посередине, т.е. на высоте h/2, тогда формулы сходятся. :) Или если сделать сопло плавно выгибающимся, то без турбулентности тяга будет вдвое выше?
Дорогие Авторы Видео и зрители! Вы запутали зрителей и заморочили им мозги, поскольку перепутали два фундаментальных и независимых понятия. Первое из них заключается в наличии разных режимов течений идеальной несжимаемой жидкости как стационарных решений уравнений гидродинамики. Второе заключается в реализуемости таких режимов в эксперименте. Оба понятия очень важны и надо правильно устанавливать взаимодействия между ними! Математически, имеются как безотрывные так и отрывные режимы истечения житкости, где отрывы потока происходят на острой кромке трубы, находящейся внутри сосуда. Каждый из этих (разных!) режимов надо обьяснять отдельно.
@@gog214 Просто всё сложно, Иначе не было бы у нас такого параметра как число рейнольдса. Которое определяется турбулентным потоком либо ламинарным либо вообще переходным с цикличным образованием вихрей и увеличенным сопротивлением. Графики Никурадзе в помощь
Это преподают в курсе гидравлики, когда проходят местные сопротивления. Достаточно сделать плавный воронкообразный заход (конфузор) из объёма сосуда в трубу, чтобы сопротивление входа уменьшилось почти в 10 раза. Коноидальный заход имеет сопротивление 0,06, тогда как насадок борда имеет сопротивление на входе 0,5
@@rmatveev даже этот ролик. Два теоретических вывода с разными результатами. Обоснование различий чудовищно некорректно - во втором соотношении учитывали турбулентности?
Вход в насадок сделать конусообразным а все повороты скруглить, зоны турбулентности значительно снижаются, вплоть до исчезновения и скорость потока будет меняться незначительно
Здравствуйте, советую посмотреть ролик на Ютубе производства Леннаучфильм 1979 года выпуска, о движении воды через разные насадки.. Получается наименьшие потери дает насадок с закругленными стенками на входе и расширяющийся к концу насадка.
Круто! Если одно с другим в два раза не сходится, то будем просто считать один и компонентов (того что 2 раза больше) просто в два раза меньшим, причем ровно в 2, а причины, да какая разница, в пусть хоть скорость, хоть сечение просто будет ровно в двое меньше и точка :))) Посмешили от души. Спасибо.
Я так понимаю, что продольное сечение правильного патрубка должно повторять форму той части потока, где турбулентности нет. Чтобы там, где у вас на рисунке красная турбулентность, была пластмасса.
оптимальной должна быть для водяного реакт двигателя сужающаяся к выходу камера давления . я в детстве обратил внимание, что струя из брызгалки летит дальше из емкости для бумажного клея. крышка этой емкости имела плавное сужение у отверстия
В общем виде - оптимальным будет сопло, минимизирующих потери внутри него. В данном случае основная часть потерь приходится на создание турбулентных завихрений. ... отсюда можно получить вывод, кажущийся парадоксальным: лучшее сопло = никакого сопла. ;)
Неделя прошла, все кто хотел высказался, теперь по серьезному, давайте продолжим ваш эксперимент и начнем понимать статическое давление в сосуде с водой. Что будет происходить? Начнет расти статическое давление, растет скорость истечения, а вместе с ней растет и реактивная сила, обе модели (по не скомпенсированному давлению и импульсу) продолжат работать (хотя бы с точностью до порядка), но ровно до того момента пока вода на выходе не достигнет локальной скорости звука. Причем никакой струи с четкими очертаниями (в том числе и суживающейся) больше вообще не будет, из отверстия будет вырываться расширяющийся сразу во все стороны по сути газ - проходя отверстие из-за большого перепада давления вода будет разрываться в мелкодисперсную пыль. А произойдет это устойчиво примерно атмосферах уже на 30. Этот эффект хорошо знаком тем, кто служил на подводной лодке, при глубоководном пуске торпеды, если технологическое отверстие на торпедном аппарате закрыть забыли, при заполнении аппарата водой, в отсеке раздается дикий свист (ну так сверхзвуковое истечение всетаки), все заполняет туман, а на полу быстро растет вода (новички начинают думать что лодка получила пробоину и они тонут). Этот же эффект используется в системах автоматического пожаротушения с форсунками высокого давления (вода не льется с потолка струями, а заполняет помещение водяным туманом). После достижения этого порога (атмосфер 30) вы в вашем сосуде можете нагнетать хоть 100 атм, хоть 1000атм, хоть миллион (утрирую), вода от этого из отверстия быстрее не потечет и реактивная сила больше не станет. И вот в этом месте ваша модель не скомпенсированного давления и модель импульса разойдутся уже не в 2 раза, а на порядки, причем большие цифры (но уже абсолютно не соответствующие действительности) будет давать уже так любимая вами модель не скомпенсированного давления. Так что на этом месте дискуссию на тему как считать правильнее по импульсу или по давлению можно считать исчерпанной полностью. Констатировать факт, что механизма передачи реактивной силы мы, к сожалению, до конца не знаем, но посчитать по импульсу достаточно точно можем (на чем ракеты и летают). Модель на не скомпенсированном давлении для того что бы посчитать по быстрому "на коленке" очень даже годится (хотя она и абсолютно не верна физически) и в условиях почти идеальный газ/жидкость при давлениях до не более чем в 2-3 раза атмосферного очень даже дает неплохие результаты. Всем желаю удачи.
Сделать плавное уменьшение сечения. Ваша задача перекликается с дисковой теорией пропеллера, где двукратное уменьшение сечения струи, как и двукратный разгон за ним выводится из законов сохранения.
Про конус - очевидно. Если говорить о цилиндрическом патрубке, то необходимо увеличить диаметр, либо снизить расход (а лучше и то, и то). В таком случае, мы уменьшим число Рейнольдса и при определенных значениях диаметра и расхода вполне реально добиться ламинарного течения по всей трубке, тем самым снизив потери энергии на турбулентные завихрения. PS: можно еще охладить воду, тем самым увеличить ее вязкость, но это, конечно, крохи))
Если смотреть двигатели разных ступеней ракет, то можно заметить одну закономерность, чем более высотная ступень ракеты, тем больше площадь среза сопла. В этом есть в полне понятная логика, потому что в идеале давление газов на срезе сопла должно равняться давлению атмосферы на данной высоте. Это позволяет снизить сопротивление движению на срезе сопла. Поэтому, чем высотней ступень ракеты, тем больше площадь среза сопла. В идеале сопло должно постоянно удлиняться, увеличивая свою площадь среза по мере набора высоты ракетой, что даёт возможность уравнивать давление истекающих газов с давлением атмосферы на данной высоте.
Для борьбы с турбулентностью в трубе делают ламинаризатор - продольно вставляются трубки меньшего диаметра. Правда возрастут потери из-за вязкости жидкости.
Здравствуйте! Когда-то я работал на НПО Энергомаш и познакомился с конструктором ракетных двигателей - И. А. Клепиковым, и непосредственным конструктором сопла самых мощных ракетных двигателей типа РД-180 - Л. Е. Стерниным. Из наших бесед я сделал вывод, что форма сопла, рассчитанная и разработанная Стерниным, является сейчас самой эффективной. Эта колоколообразная форма позволяет турбулентным потокам располагаться по стенкам сопла, не перекрывая выходящий из камеры сгорания, поток газов, сохраняя полностью его энергию.
@@schetnikov Да. Но выделение тепла это явление химической реакции окисления керосина кислородом, при этом образуются водяной пар и углекислый газ. Разница в давлении в камере сгорания и внешней среды и обеспечивает истечение газов на сверхзвуке, при этом они выполняют полезную работу.
@@schetnikov Совершенно верно. Более того, расширением струи газов внутри сопла, из-за огромной скорости, можно пренебречь и даже на выходе из сопла в струе газа наблюдаются места её сужения, а не расширения, в виде ромбов (диаманты маха). th-cam.com/video/IF3T6oRz6Jg/w-d-xo.html
Как? Да так и сделать, как делают ракетостроители: камера сгорания близкая к шару по форме, плавный переход в сопло, раструб на конце сопла. А вообще, оптимальная форма будет зависеть от режима работы: плотности газа, давления, скорости истечения и т. д.
@@schetnikov Согласен, поэтому и сказал, что зависит от скорости истечения. В итоге, форму нужно рассчитывать так, чтобы избегать турбулентных срывов на конкретном режиме.
Интересное видео. Мозголомная задачка) Насчет последнего вопроса, если я правильно понимаю, нужно в формуле нескомпенсированной силы тоже двойку получить. Тогда она будет соответствовать формуле через энергию. Сила зависит от давления и площади. Можно изменить давление на выходе из трубки, если её расширить. Вместо трубки будет усеченный конус, расширяющийся наружу. Только не знаю конечную площадь, в два раза больше надо делать, или в 4, а может в корень из двух.
Решала такую задачу на вступительных экзаменах в МГТУ. Решал через давление, но на разборе сказали, что надо было через вязкость вычислять скорость струи. Но вязкость в школе не проходил.
В первом случае мы находим сумму импульсов, у нас после взаимодействия движутся два тела в разные стороны, и импульс одного (струя воды), равен импульсу второго (корпус реактивного двигателя с автомобилем).
Можно сделать закругления или фаски на входе трубки, чтобы получилось подобие воронки. Тогда мне кажется поток струи можно увеличить. Правда входное отверстие этой воронки все равно будет примерно в 2 раза толще по диаметру.
Потери можно устранить с помощи "дудок" т.е. как на впуске форсированного автомобиля для лучшего забора воздуха и атмосферы. В инете много инфы "дудки на впуск автомобиля"
Трубку надо заменить маленьким отверстием. Когда отверситие достаточно мало, число Рейнолдса упадёт до ламинарного значения. Поверхностное натяжение воды сработает в том же направлении. В этом случае можно будет наверно увидеть сужение струи.
Для сокращения потерь энергии в трубке, необходимо придать вращательное движение жидкости вокруг оси сопла. Получится поступательное движение жидкости с вращением
Патрубок должен в начале иметь зауженную форму (скорее всего параболической или даже гиперболической формы), на определенном удлинении может переходить в цилиндрическое сечение. Это избавит от возникновения турбулентности.
Если я правильно помню, то принцип.Бернулли верен для линии тока. В трубке же имеет место непостоянный профиль скорости, Причем в случае ламинарного потока, средняя скорость равна половине максимальной.
Андрей, в ролике явно не прозвучало, но видимо так оно и есть... В общем случае (напр. истечение газа из трубы в атмосферу) равны ли реактивная сила (Q*v) действию неуравновешенного давления на площадь отверстия истечения ? "Действующее" давление считаю как разность давления на последнем перед соплом повороте трубы и давления газа на срезе сопла. Если равны, то мне это кажется удивительным, поскольку к поиску этих двух сил теоретики подходят с абсолютно разных сторон :)
Можно попробовать упорядочить турбулентные силы направив их на вращение потока.Есть такие садовые брызгалки для полива, состоящие из камеры/барабана с подобным соплом(рассчитанным на данные подачи, утопленным во внутрь барабана примерно на 1,5см но без выступа с наружи) вода подаётся в барабан под углом и из сопла вырывается на большую высоту вращающаяся струя, распадаясь на мелкие брызги.С сопла струя выходит явно меньшего диаметра чем само сопло 🤔
Если как показал опыт поток занимает все сечение трубки, то остается объяснение об уменьшении скорости истечения за счет потерь на деформацию потока. Но максимальный коэффициент местного сопротивления при внезапном сужении составляет 0,5 (из любого справочника по гидравлике), т.е. потери давления на внезапное сужение в сумме с кинетической энергией потока равны 1,5 от половины произведения плотности на квадрат скорости. И сила при объяснении через импульс все равно будет больше (2/1,5=1,3>1) чем при объяснении через нескомпенсированное давление (внутри сосуда)
Каждый раз в финале вопрос, а что будет если зритель задаст свой вопрос? Меня очень давно интересует,- теория движения воды в непрерывных потоках. Впервые такую теорию построил Леонардо да Винча, но так как он не учился в советской школе, его теория ,,конкурирует с глупостью." Вообщем вода в потоке движется в три слоя по скорости, в среднем наибольшая. Леонардо объяснил такое разделение потоков силой трения воды: на поверхности об воздух, а нижний слой об дно (в школе говорили, у жидкостей не бывает силы трения в движение, а есть температурный коэффициент вязкости жидкости, чего ,,не знал" Леонардо). Вообщем суть вопроса заключается в очень интересном моменте,- верхний слой как-бы ,,едет" на среднем, но с меньшей скоростью. Если образно, всадник на лошади едет с меньшей скоростью в отличие от скорости лошади. Как это можно объяснить? (Если будет объяснения и про нижние, то это и будет полная теория движения воды в непрерывных потоках. Если обьяснять силой ,,трения," то оно действует только в пограничных слоях, ведь вода не монолитная).
У меня вопрос возник.... может ли тело при реактивном движении двигаться быстрее чем скорость вылетающих газов/жидкостей/тел из данного тела? ...и почему такое движение возможно?
Разсогласованность двух моделей не в потерях, так как в формулах нет ни одной буквы учитывающей эти потери, а эффективность сопла можно определить экспериментально и довести его до совершенства. Нескомпенсированное давление всё равно будет действовать на площадь равную площади наименьшего сечения сопла, ну и давление нужно взять в том же сечении. Так же если считать через импульс, массовый расход умноженный на скорость истечения, расход и скорость в сечении сопла на самом выходе.
Нужно сделать чтобы корпус Камеры сужался постепенно потом вода проходила по трубке малого сечения и затем расширялся также,т.е два конуса соедены трубкой малого сечения.Эффект Вентури.
Заставить турбулкнцию работать на поток:сделать "завинчивающиеся " сопло, формирующее вихревой поток, воронку, с подкачкой воздуха для компенсации перепада давления, тогда градиент давлений будет равномерным по всей длине трубки(не будет экстремума на входе в трубку) и покой будет ускоряться под силой тяжести, как водопад
Ответ на вопрос приближает нас к соплу Лаваля. В начале трубка должна сужаться, чтобы не происходило срыва потока и последующего снижения скорости из за турбуленции.
Конструкция сопла, на мой взгляд, должна быть схожа с душевой лейкой. Идея в том, что бы приблизиться к такой модели, в которой можно расчитать трубки как самостоятельные сосуды. Если говорить о форме отверстий сопла - косые с двойным эксцентриситетом
Ну как вариант - заменить одну большую трубку кучей меньших. Упрощённо: заполнить сечение выходного отверстия трубочками малого диаметра. По-идее тогда поток станет ламинарным.
При обрезании патрубка как будто поток был разбитый, т.е. плотность его была не одинакова, может это следствие, что завихрения теперь не локализуются у краев трубки, а "размазаны" по всему сечению? и тогда надо учитывать энергию на вращение частиц в потоке + плотность меньше?
Здравствуйте, возник вопрос к предыдущим видео. В одноом из них вы сказали, что чтобы узнать скорость вращения сегнерового колеса, то нужно интегрировать. Разве ускорение точек на концах сопел колеса не const? Смотрите, если сила тяги равна гидростатическому давлению на площадь поперечного перереза сопла, то если за малый промежуток времени dt масса уменьшилась в h раз, то и сила упадет в h раз, так как эти оба параметра зависят от h. Соответственно, движение сегнерова колеса можно считать равноускоренным
Ну, суть то в том, что надо не просто найти, какая из предложенных формул верна, а какая нет. А в том, чтобы понять, почему верна та, и не верна другая.
Я почему-то про задвинутость трубки пропустил, и подумал что ответ будет что площадь "больше", так как около входа вода уже разгоняется и давление на стенки около горла понижено как раз.
Нужно вместо трубки сделать стенку с острым отверстием - фаской наружу. (как потай для шурупа) Завихрения в теории исчезнут. Но ламинарным поток скорее всего не будет - т.к. нужен еще дополнительный успокоитель.
А если сделать этот насадок из эластичного материала, либо сделать внутри жесткой трубы эластичную вставку с воздухом - тогда ее форма адаптируется к реальному распределению давления? Для наглядности можно сделать часть трубы эластичной.
Если патрубок установить вертикально, то потоку не надо будет менять свое направление и силы инерции не возникнут. Если надо менять направления потока, то наверное лучше закручивать поток от большого радиуса, при котором линейная скорость будет минимальная, до малого радиуса, при которым линейная скорость будет почти равна скорости потока в трубе. То есть используя конусоподобную воронку на входе, можно плавно разгонять поток от нулевой скорости в емкости, до скорости потока в трубе. Наверное при этом надо учитывать инерционность потока, чтобы подобрать правильный конус, то есть рассчитать время разгона потока.
Наверное, чтобы точно поток вращался внутри сосуда, в воронку перед трубкой надо вставить вращающейся конус. За счет вязкости, поток между стенками воронки и конуса начнет вращаться, а за счет разницы давления - будет двигаться поступательно, что и создаст вихревое движение для плавного разгона потока, то есть перевода потенциальной его энергии в кинетическую. Возможно и на выходе трубки было бы хорошо поставить воронку, в которой вращается конус. Это даст возможность плавно, без потерь, отбирать импульс от разогнанного потока в процессе реактивного движения. Кроме этого два конуса, вращающиеся в разные стороны, скомпенсируют момент импульса друг друга.
здравствуйте , видел видео о законе Архимеда у вас на канале.....самый большой корабль сейчас это 382 м длинны и 124 м ширины. вопрос - можно ли сделать кораблть который будет скорее платфорной а не кораблем для путешествий формой квадрата НО такого размера ЧТОБЫ ЕГО НЕЛЬЗЯ БЫЛО ПЕРЕВЕРНУТЬ ЦУНАМИ или штормом , ветром и даже торнадо , чтобы он плавал в тихом океане . размер ну можеть быть 5 км может 10 . суть такого корабля город на воде но чтобы мог двигаться скоростью хотябы 5 узлов ... вопрос второй - а какого вообще можно размера сделать подобную жилую конструкцию чтобы максимальный был размер ? высота 3 этажа будет оптимальной
Вопрос к авторам. Как тогда быть с научной литературой, в которой сила тяги реактивных сопел (в статике) считается как СУММА двух величин: произведения массового расхода на скорость газа на срезе тягового сопла и произведения площади выходного сечения (среза) тягового сопла на разность давлений на срезе сопла и окружающей среды?
Так и не понял, почему в патрубке теряется половина энергии, мы же не изменяли тягу то. И привязывать турбулентность тут не корректно, ведь Вы выводили формулы, полагаясь на мысленный эксперимент.
Что если узнать импульс машинки, и по закону сохранения импульса этот импульс будет равен импульсу водяной струи?Это если пренебречь трение и сопротивление воздуха.Получится что импульс водяной струи P=Pмашинки+F сопротивления воздуха + F трения?Это если скорость будет постоянной.
Я конечно извиняюсь, но потери происходят на уровне абстрактных расчетов. Как изменение формы сопла или что-то другое может повлиять на эти расчеты?? По идее и ответ нужно искать тоже на уровне равновесия энергии и расчета давления. Какой нибудь эксклюзивный случай, чтобы потерь не было
Забавно. Через закон сохранения импульса и энергии получается максимальная теор.тяга, а для простого патрубка теор. уже в 2 раза меньше. Значит сопло плохо преобразует энергию давления в скорость. Допустим если мы хотим равноускоренного движения воды в сопле, то сечение сопла должно изменяться в первом приближении линейно (уменьшаясь). Значит диаметр -- по функции корня от продольной координаты.
Может просто плавно повернуть трубку, не делая никаких патрубков? Совсем от завихрений избавиться не получится, но заметно сократим двойку, как мне кажется.
Первым делом подумал, а как нам увеличить площадь площадки S не меняя патрубка. Скажем если площадка S будет не плоской, а иголчатой. Но я так понимаю результирущая сума всех нескомпенсированых векторов сил по поверхности этих иголок будет такой же как и для плоской площадки?
Уважаемая редакция) - а не захотите ли ещё кое над чем поразмыслить в этой же теме? А именно, вот в данном эксперименте - Реактивные эффекты с водой... - th-cam.com/video/yK4wfNpCCEM/w-d-xo.html во второй трети ролика ситуация, когда истекающую струю из конца шланга намотанного в бобину, эту струю разворачивают назад - и вот что происходит в момент резкого перекрытия напора воды ?? Гидроудар в гидротаране где-то рядом тут да? Очень бы хотелось добавить разбор и понимание Физики данных процессов на вашем канале)
у реактивного самолета ,точнее перед двигателя есть т.н отсекатель пограничного слоя.Конечно не всегда.А можно ли таким образом объяснять необходимость от этого элемента,которой гарантирует нормальная работа компрессора реактивного мотора?
А как насчёт того, чтобы попытаться вычислить скорость истечения струи в вашей первоначальной конструкции? Надо бы засечь за какое время какой объём воды в итоге вытек. Реально ли её квадрат упал в 2 раза по сравнению с простым расчётом по первой формуле.
@@schetnikov хорошая мысль, я и не подумал =). лишь бы вертикальное расположение насадка существенно не повлияло на струю. Может быть струя будет немного давить своим столбом на нижние уровни воды и это как-то изменит поток? Или я фантазирую.
По моему скромному мнению нужно весь поток разложить на бесчисленное количество ламинарных трубок и к каждой применить закон Бернулли.Проблема только как это сделать для разных насадок.Про прерывистые потоки не говорю их эффект низкий.
Почему забываете за закон Бернулли. Для упрощения, возьмём сужающиеся сопло. В этом случае с уменьшением сечения трубки давление постепенно падает, ведь скорость воды увеличивается. Следовательно, нужно брать в качестве площади нескомпенсированного давления не площадь отверстия, а большую площадь.
Привет всем любителям реактивной тяги!
Даёшь жидкого!
@@f.6023 не, мне лучше мягкого
@@f.6023 Топим за безопасность!
@@Michael_Kaa экономим металл
Это просто роскошь
Может потому на практике и не существует таких сопел, которые входят в камеру с давлением, что там теряется много энергии на завихрение? Обычное сопло, будь то водомет, сопло плазмореза или дозвуковое сопло реактивного двигателя имеет суживающееся сечение и никаких острых углов внутрь камеры не имеет, только плавные скругления.
Уважаемый Андрей! Тема меня занимает очень давно. Спасибо за ролик. Я раньше не видел рассуждения Борда. Меня удивляло, что если аккуратно ставить эксперимент (берешь 5 л или 1.5 л. пластиковую бутылку, отверстие диаметром 2 мм делаешь круглым паяльником и снимаешь истечение воды на телефон). Можно достаточно точно видеть и параболу струи и массовый расход воды. Получается хорошо согласующаяся скорость истечения. Около 1 м/сек в экспериментах. Точность лучше 5%. Она обычно удовлетворяет уравнению pgh=1.6 pv^2/2. Т.е. ближе к определению скорости по импульсу (реактивная тяга), а не по энергии (Бернулли). Я увидел подтверждение моих измерений в книге американских математиков (Эдвадс и Пенни. Дифференциальные уравнения и краевые задачи). Они брали коэффициенты 1.4-1.8. Когда отверстие аккуратное (в тонкой стенке пластика и круглое), то струя, вылетев из бутылки, еще 2 см остается ламинарной и без признаков кавитации. Нет турбулентности. Она горизонтальна и похожа на вершину параболы с погрешностью 1%. Далее она рассыпается на капли и падает по параболе. Куда девается энергия? По-видимому, перед отверстием внутри бутылки устанавливается вращающийся тор, его просто не видно. Он вращается, цепляясь за стремнину, и уносит энергию в стенки сосуда. Большое число Рейнольдса говорит, что тепло выделяется в узком пограничном слое у стенок вблизи отверстия. От вязкости зависит и размер тора и скорость воды. Возможно течение тора вдоль стенок уходит к поверхности воды вверх. Чтобы не было таких круговоротов нужно сделать сопло без резких переходов, видимо. Мне же не удалось добиться в опытах скорости Торичелли.
@@schetnikov Спасибо. Сообщение параметров эксперимента очень интересны. Видимо уровень жидкости поддерживался постоянным притоком жидкости. А, возможно, менялся динамически. Но меня несколько смущает, вернее, вызывает вопросы такие моменты. 1) В объяснениях Борда видна центральная трубка тока с ламинарным течением, где поток идет из низкого давления к высокому. Это странно. Срывы вихрей, видимо, не стационарны и трубки тока также не стационарны. Хотелось бы иметь ламинарное истечение, чтобы не углубляться с детьми в понятия "турбулентности". 2) Толщина стенок 0.1 мм, поэтому диаметры 7 и 2 мм гораздо больше толщины. Значит различие между вашими и моими экспериментами только в столбах жидкости (у меня 250-150 мм) и скоростях струи. Мне хотелось сделать квазистационар без постоянного подлива воды, перемешивающего потоки в бутылке. Где-то здесь и кроется разница. Давления рожеаш гораздо больше сил натяжения. После истечения струя попадает в давление 1 атм. Но она немного ускоряется и сужается, значит это и есть ослабление влияния поверхностного натяжения. Другой причины я не вижу. Поэтому и влияние натяжения на скорость струи соответствует погрешности в высоте столба максимум 2-3 мм. Возможно, увеличив столб жидкости (или уменьшить отверстие) и у вас увеличится расхождение с Торичелли. А мне нужно продумать увеличение отверстия, заменив бутылки на таз, чтобы можно было пренебречь потерями от трения о стенки бутылки. 3) Аналитическое решение я не видел, но оно, видимо, для случая отсутствия вязкости. И, скорее всего, без вихрей. Давление, скорее всего задано на бесконечности, а диаметр отверстия стремится к нулю. Т.е. подозреваю, что эта задача мало полезна для практики, но полезна для теста расчетов. В любом случае, спасибо за информацию. Поищу.
@@schetnikov Немного поздно, но... Как получилось v^2 = 2gh. Если из Ep=Ek = mgh=mv^2/2, то разве не надо учесть, что центр масс столба жидкости находится посередине, т.е. на высоте h/2, тогда формулы сходятся. :) Или если сделать сопло плавно выгибающимся, то без турбулентности тяга будет вдвое выше?
Дорогие Авторы Видео и зрители!
Вы запутали зрителей и заморочили им мозги, поскольку перепутали два фундаментальных и независимых понятия. Первое из них заключается в наличии разных режимов течений идеальной несжимаемой жидкости как стационарных решений уравнений гидродинамики. Второе заключается в реализуемости таких режимов в эксперименте. Оба понятия очень важны и надо правильно устанавливать взаимодействия между ними! Математически, имеются как безотрывные так и отрывные режимы истечения житкости, где отрывы потока происходят на острой кромке трубы, находящейся внутри сосуда. Каждый из этих (разных!) режимов надо обьяснять отдельно.
@@gog214 Просто всё сложно, Иначе не было бы у нас такого параметра как число рейнольдса. Которое определяется турбулентным потоком либо ламинарным либо вообще переходным с цикличным образованием вихрей и увеличенным сопротивлением. Графики Никурадзе в помощь
Это преподают в курсе гидравлики, когда проходят местные сопротивления.
Достаточно сделать плавный воронкообразный заход (конфузор) из объёма сосуда в трубу, чтобы сопротивление входа уменьшилось почти в 10 раза.
Коноидальный заход имеет сопротивление 0,06, тогда как насадок борда имеет сопротивление на входе 0,5
Спасибо за видео!
Побольше бы таких каналов и таких видео!
Таких безграммотных? Хватает, к сожалению
@@latarin поясните. Почему безграмотных?
@@rmatveev даже этот ролик. Два теоретических вывода с разными результатами. Обоснование различий чудовищно некорректно - во втором соотношении учитывали турбулентности?
@@latarin во втором - это при расчете через нескомпенсированное давление?
@@rmatveev да. Как это представляет автор
Вход в насадок сделать конусообразным а все повороты скруглить, зоны турбулентности значительно снижаются, вплоть до исчезновения и скорость потока будет меняться незначительно
Переизобрести сопло Лаваля.
Молодец! Спасибо!
Здравствуйте, советую посмотреть ролик на Ютубе производства Леннаучфильм 1979 года выпуска, о движении воды через разные насадки.. Получается наименьшие потери дает насадок с закругленными стенками на входе и расширяющийся к концу насадка.
Доброго Времени Можно ссылку./ Леннаучфильм 1979 года выпуска, о движении воды/ там много всего.
По-моему, это и есть "сопло Лаваля".
@@Vadim_Bull Ролик называется « Истечение жидкости из отверстий и насадок 1979» наберите в поисковике на Ютюбе..
Спасибо. И правда познавательно. Вот ссылка th-cam.com/video/uOCI8FBOios/w-d-xo.html
@@Физикадилетанта СПАСИБо ОТДУШИ!!!! сохранил себе..)) через ss . И поставил 6-стой лайк!)
Круто! Если одно с другим в два раза не сходится, то будем просто считать один и компонентов (того что 2 раза больше) просто в два раза меньшим, причем ровно в 2, а причины, да какая разница, в пусть хоть скорость, хоть сечение просто будет ровно в двое меньше и точка :))) Посмешили от души. Спасибо.
Я так понимаю, что продольное сечение правильного патрубка должно повторять форму той части потока, где турбулентности нет. Чтобы там, где у вас на рисунке красная турбулентность, была пластмасса.
оптимальной должна быть для водяного реакт двигателя сужающаяся к выходу камера давления . я в детстве обратил внимание, что струя из брызгалки летит дальше из емкости для бумажного клея. крышка этой емкости имела плавное сужение у отверстия
В общем виде - оптимальным будет сопло, минимизирующих потери внутри него.
В данном случае основная часть потерь приходится на создание турбулентных завихрений.
... отсюда можно получить вывод, кажущийся парадоксальным: лучшее сопло = никакого сопла. ;)
Прикольные видео! Если Заеду в Новосибирск, может встречу вас где-нибудь...
что значит может встречу вас где-нибудь...???? Из-за угла что ли ? С кирпичом в руках
Третий закон ньютона проверить
@@sergeimalii5604 нет, просто я еду в Новосибирск, погуляю возле Академгородка, может и встречу
Профиль сечения трубки, где можно сделать ламинарный поток воды. Думаю, дело за плавным переходом в трубку, где нет потерь на тубулезацию потока.
@@TomasplatPRO если будет соблюдено число Рейнольдса. Условия надо создать...
Мне так кажется.
Всё просто, внутренний конец патрубка должен выглядеть, как раструб духового музыкального инструмента.
Сразу вспомнил впуски спортивных карбюраторных автомобилей
@@33ronin33 на инжекторах тоже ставят дроссельный впуск и вот такие раструбы.
Неделя прошла, все кто хотел высказался, теперь по серьезному, давайте продолжим ваш эксперимент и начнем понимать статическое давление в сосуде с водой. Что будет происходить? Начнет расти статическое давление, растет скорость истечения, а вместе с ней растет и реактивная сила, обе модели (по не скомпенсированному давлению и импульсу) продолжат работать (хотя бы с точностью до порядка), но ровно до того момента пока вода на выходе не достигнет локальной скорости звука. Причем никакой струи с четкими очертаниями (в том числе и суживающейся) больше вообще не будет, из отверстия будет вырываться расширяющийся сразу во все стороны по сути газ - проходя отверстие из-за большого перепада давления вода будет разрываться в мелкодисперсную пыль. А произойдет это устойчиво примерно атмосферах уже на 30. Этот эффект хорошо знаком тем, кто служил на подводной лодке, при глубоководном пуске торпеды, если технологическое отверстие на торпедном аппарате закрыть забыли, при заполнении аппарата водой, в отсеке раздается дикий свист (ну так сверхзвуковое истечение всетаки), все заполняет туман, а на полу быстро растет вода (новички начинают думать что лодка получила пробоину и они тонут). Этот же эффект используется в системах автоматического пожаротушения с форсунками высокого давления (вода не льется с потолка струями, а заполняет помещение водяным туманом). После достижения этого порога (атмосфер 30) вы в вашем сосуде можете нагнетать хоть 100 атм, хоть 1000атм, хоть миллион (утрирую), вода от этого из отверстия быстрее не потечет и реактивная сила больше не станет. И вот в этом месте ваша модель не скомпенсированного давления и модель импульса разойдутся уже не в 2 раза, а на порядки, причем большие цифры (но уже абсолютно не соответствующие действительности) будет давать уже так любимая вами модель не скомпенсированного давления. Так что на этом месте дискуссию на тему как считать правильнее по импульсу или по давлению можно считать исчерпанной полностью. Констатировать факт, что механизма передачи реактивной силы мы, к сожалению, до конца не знаем, но посчитать по импульсу достаточно точно можем (на чем ракеты и летают). Модель на не скомпенсированном давлении для того что бы посчитать по быстрому "на коленке" очень даже годится (хотя она и абсолютно не верна физически) и в условиях почти идеальный газ/жидкость при давлениях до не более чем в 2-3 раза атмосферного очень даже дает неплохие результаты. Всем желаю удачи.
Сделать плавное уменьшение сечения. Ваша задача перекликается с дисковой теорией пропеллера, где двукратное уменьшение сечения струи, как и двукратный разгон за ним выводится из законов сохранения.
Фирменная кружка - класс!
GetAClass has got a class!
Про конус - очевидно. Если говорить о цилиндрическом патрубке, то необходимо увеличить диаметр, либо снизить расход (а лучше и то, и то). В таком случае, мы уменьшим число Рейнольдса и при определенных значениях диаметра и расхода вполне реально добиться ламинарного течения по всей трубке, тем самым снизив потери энергии на турбулентные завихрения.
PS: можно еще охладить воду, тем самым увеличить ее вязкость, но это, конечно, крохи))
Если смотреть двигатели разных ступеней ракет, то можно заметить одну закономерность, чем более высотная ступень ракеты, тем больше площадь среза сопла. В этом есть в полне понятная логика, потому что в идеале давление газов на срезе сопла должно равняться давлению атмосферы на данной высоте. Это позволяет снизить сопротивление движению на срезе сопла. Поэтому, чем высотней ступень ракеты, тем больше площадь среза сопла. В идеале сопло должно постоянно удлиняться, увеличивая свою площадь среза по мере набора высоты ракетой, что даёт возможность уравнивать давление истекающих газов с давлением атмосферы на данной высоте.
Для борьбы с турбулентностью в трубе делают ламинаризатор - продольно вставляются трубки меньшего диаметра. Правда возрастут потери из-за вязкости жидкости.
Thanks
Сопло должно следовать профилю ламинарного течения.
Здравствуйте!
Когда-то я работал на НПО Энергомаш и познакомился с конструктором ракетных двигателей - И. А. Клепиковым, и непосредственным конструктором сопла самых мощных ракетных двигателей типа РД-180 - Л. Е. Стерниным.
Из наших бесед я сделал вывод, что форма сопла, рассчитанная и разработанная Стерниным, является сейчас самой эффективной. Эта колоколообразная форма позволяет турбулентным потокам располагаться по стенкам сопла, не перекрывая выходящий из камеры сгорания, поток газов, сохраняя полностью его энергию.
Там газ расширяется, а тут -- не особо )
@@RobotN001 Газ нагревается и расширяется в камере сгорания. А при выходе из неё происходит обратный процесс.
@@schetnikov Да. Но выделение тепла это явление химической реакции окисления керосина кислородом, при этом образуются водяной пар и углекислый газ. Разница в давлении в камере сгорания и внешней среды и обеспечивает истечение газов на сверхзвуке, при этом они выполняют полезную работу.
@@schetnikov Совершенно верно. Более того, расширением струи газов внутри сопла, из-за огромной скорости, можно пренебречь и даже на выходе из сопла в струе газа наблюдаются места её сужения, а не расширения, в виде ромбов (диаманты маха). th-cam.com/video/IF3T6oRz6Jg/w-d-xo.html
Надо такие ролики сделать а школе обязательно, что бы дети хоть что-то помнили
Как? Да так и сделать, как делают ракетостроители: камера сгорания близкая к шару по форме, плавный переход в сопло, раструб на конце сопла.
А вообще, оптимальная форма будет зависеть от режима работы: плотности газа, давления, скорости истечения и т. д.
@@schetnikov Согласен, поэтому и сказал, что зависит от скорости истечения. В итоге, форму нужно рассчитывать так, чтобы избегать турбулентных срывов на конкретном режиме.
Интересное видео. Мозголомная задачка)
Насчет последнего вопроса, если я правильно понимаю, нужно в формуле нескомпенсированной силы тоже двойку получить. Тогда она будет соответствовать формуле через энергию.
Сила зависит от давления и площади. Можно изменить давление на выходе из трубки, если её расширить.
Вместо трубки будет усеченный конус, расширяющийся наружу.
Только не знаю конечную площадь, в два раза больше надо делать, или в 4, а может в корень из двух.
Решала такую задачу на вступительных экзаменах в МГТУ. Решал через давление, но на разборе сказали, что надо было через вязкость вычислять скорость струи. Но вязкость в школе не проходил.
В первом случае мы находим сумму импульсов, у нас после взаимодействия движутся два тела в разные стороны, и импульс одного (струя воды), равен импульсу второго (корпус реактивного двигателя с автомобилем).
А ещё, разве rv² не должно делиться пополам?
@@ЮвелирнаямастерскаяАлександр вот из-за этой "пополам" и появляется двойка в первом способе.
@@alexlisp7837 Вот и имеем парадокс из за арифметической ошибки🤷🏻♂️
@@ЮвелирнаямастерскаяАлександр по моему это не арифметическая ошибка. Парадокс тоже не настоящий.
Можно сделать закругления или фаски на входе трубки, чтобы получилось подобие воронки. Тогда мне кажется поток струи можно увеличить. Правда входное отверстие этой воронки все равно будет примерно в 2 раза толще по диаметру.
Потери можно устранить с помощи "дудок" т.е. как на впуске форсированного автомобиля для лучшего забора воздуха и атмосферы. В инете много инфы "дудки на впуск автомобиля"
Спасибо!
_Необходимо сузить сечение патрубка в месте возникновения турбулетного потока._
Трубку надо заменить маленьким отверстием. Когда отверситие достаточно мало, число Рейнолдса упадёт до ламинарного значения. Поверхностное натяжение воды сработает в том же направлении. В этом случае можно будет наверно увидеть сужение струи.
Мой ответ на финальный вопрос. Сопло надо сделать в виде ,,перевернутой воронки," т.е движение по условной воронки должно быть в обратном направлении.
Для сокращения потерь энергии в трубке, необходимо придать вращательное движение жидкости вокруг оси сопла. Получится поступательное движение жидкости с вращением
Интересно, как Вы реализуете это на практике, хотя бы в этой машинке, которая поехала???
@@shuriczak4179 поставить лопатки, как у турбин, на входе в трубку.
@@АлексейСамодуров-н3и тьфу ты блин! И точно, как спремляющий аппарат в реактивных двигателях!
Как я жалею, что не удалось мне в свое время физику изучить всерьёз.
ПРОБКА- поможет избавится от всего.!!!
Плавно заузить в конце трубку, чтоб площадь выходного отверстия была в 2 раза меньше, чем основной трубки.
Патрубок должен в начале иметь зауженную форму (скорее всего параболической или даже гиперболической формы), на определенном удлинении может переходить в цилиндрическое сечение. Это избавит от возникновения турбулентности.
Быть может заменить сопло Борда на сопло Лаваля? Профиль не-турбулентной зоны потока его удивительно сильно напоминает.
Да просто повторить профиль вырезав из него зоны турбулентности . Получится широкий-узкий-широкий с плавными переходами
Если я правильно помню, то принцип.Бернулли верен для линии тока. В трубке же имеет место непостоянный профиль скорости, Причем в случае ламинарного потока, средняя скорость равна половине максимальной.
А скорость-то в квадрате )
@@RobotN001 Гидростатический эффект задаёт и определяет тягу в соответствии с условиями задачи.
Андрей, в ролике явно не прозвучало, но видимо так оно и есть... В общем случае (напр. истечение газа из трубы в атмосферу) равны ли реактивная сила (Q*v) действию неуравновешенного давления на площадь отверстия истечения ? "Действующее" давление считаю как разность давления на последнем перед соплом повороте трубы и давления газа на срезе сопла. Если равны, то мне это кажется удивительным, поскольку к поиску этих двух сил теоретики подходят с абсолютно разных сторон :)
Отверстие в стенке без дифузоров и конфузоров обеспечит максимальную скорость истечения из емкости
Можно попробовать упорядочить турбулентные силы направив их на вращение потока.Есть такие садовые брызгалки для полива, состоящие из камеры/барабана с подобным соплом(рассчитанным на данные подачи, утопленным во внутрь барабана примерно на 1,5см но без выступа с наружи) вода подаётся в барабан под углом и из сопла вырывается на большую высоту вращающаяся струя, распадаясь на мелкие брызги.С сопла струя выходит явно меньшего диаметра чем само сопло 🤔
Если как показал опыт поток занимает все сечение трубки, то остается объяснение об уменьшении скорости истечения за счет потерь на деформацию потока. Но максимальный коэффициент местного сопротивления при внезапном сужении составляет 0,5 (из любого справочника по гидравлике), т.е. потери давления на внезапное сужение в сумме с кинетической энергией потока равны 1,5 от половины произведения плотности на квадрат скорости. И сила при объяснении через импульс все равно будет больше (2/1,5=1,3>1) чем при объяснении через нескомпенсированное давление (внутри сосуда)
какое то натягивание ужа на ежа. а если просто отверстие, то на нем тоже будет терятьсч именно половина энергии? а если игла от шпртца?
Каждый раз в финале вопрос, а что будет если зритель задаст свой вопрос?
Меня очень давно интересует,- теория движения воды в непрерывных потоках.
Впервые такую теорию построил Леонардо да Винча, но так как он не учился в советской школе, его теория ,,конкурирует с глупостью."
Вообщем вода в потоке движется в три слоя по скорости, в среднем наибольшая. Леонардо объяснил такое разделение потоков силой трения воды: на поверхности об воздух, а нижний слой об дно (в школе говорили, у жидкостей не бывает силы трения в движение, а есть температурный коэффициент вязкости жидкости, чего ,,не знал" Леонардо).
Вообщем суть вопроса заключается в очень интересном моменте,- верхний слой как-бы ,,едет" на среднем, но с меньшей скоростью. Если образно, всадник на лошади едет с меньшей скоростью в отличие от скорости лошади. Как это можно объяснить? (Если будет объяснения и про нижние, то это и будет полная теория движения воды в непрерывных потоках. Если обьяснять силой ,,трения," то оно действует только в пограничных слоях, ведь вода не монолитная).
У меня вопрос возник.... может ли тело при реактивном движении двигаться быстрее чем скорость вылетающих газов/жидкостей/тел из данного тела? ...и почему такое движение возможно?
Разсогласованность двух моделей не в потерях, так как в формулах нет ни одной буквы учитывающей эти потери, а эффективность сопла можно определить экспериментально и довести его до совершенства. Нескомпенсированное давление всё равно будет действовать на площадь равную площади наименьшего сечения сопла, ну и давление нужно взять в том же сечении. Так же если считать через импульс, массовый расход умноженный на скорость истечения, расход и скорость в сечении сопла на самом выходе.
Гуглим картинки "сопло водомёта" и смотрим на идеальную форму. Ну и на глаз там близко к половине площади заужение.
В водомётах не максимизируют тягу )
@@RobotN001 японцы из ямахи сидят и думают как бы сделать их гидроциклы помедленнее?
Нужно сделать чтобы корпус Камеры сужался постепенно потом вода проходила по трубке малого сечения и затем расширялся также,т.е два конуса соедены трубкой малого сечения.Эффект Вентури.
Заставить турбулкнцию работать на поток:сделать "завинчивающиеся " сопло, формирующее вихревой поток, воронку, с подкачкой воздуха для компенсации перепада давления, тогда градиент давлений будет равномерным по всей длине трубки(не будет экстремума на входе в трубку) и покой будет ускоряться под силой тяжести, как водопад
Ответ на вопрос приближает нас к соплу Лаваля. В начале трубка должна сужаться, чтобы не происходило срыва потока и последующего снижения скорости из за турбуленции.
Конструкция сопла, на мой взгляд, должна быть схожа с душевой лейкой.
Идея в том, что бы приблизиться к такой модели, в которой можно расчитать трубки как самостоятельные сосуды.
Если говорить о форме отверстий сопла - косые с двойным эксцентриситетом
Что в итоге и вышло много отверстий концетрическими кругами в каждом отверстии своя камера сгорания
Ну как вариант - заменить одну большую трубку кучей меньших. Упрощённо: заполнить сечение выходного отверстия трубочками малого диаметра. По-идее тогда поток станет ламинарным.
При обрезании патрубка как будто поток был разбитый, т.е. плотность его была не одинакова, может это следствие, что завихрения теперь не локализуются у краев трубки, а "размазаны" по всему сечению? и тогда надо учитывать энергию на вращение частиц в потоке + плотность меньше?
Патрубок переменного сечения. Уширяющийся на выходе. Как акустический рупор. Или сопло ракетных двигателей
Здравствуйте, возник вопрос к предыдущим видео. В одноом из них вы сказали, что чтобы узнать скорость вращения сегнерового колеса, то нужно интегрировать. Разве ускорение точек на концах сопел колеса не const? Смотрите, если сила тяги равна гидростатическому давлению на площадь поперечного перереза сопла, то если за малый промежуток времени dt масса уменьшилась в h раз, то и сила упадет в h раз, так как эти оба параметра зависят от h. Соответственно, движение сегнерова колеса можно считать равноускоренным
А какая сила получилась в реальности? Без этого измерения мы не можем сказать, какая формула правильная, и какая модель более адекватна.
Ну, суть то в том, что надо не просто найти, какая из предложенных формул верна, а какая нет.
А в том, чтобы понять, почему верна та, и не верна другая.
Не адекватна ни первая, ни вторая модель, т.к. реальная жидкость имеет вязкость, потери на турбулентность и прочее.
@@SHaDow82898 так то если глубже копнуть физика вся не адекватна. Все законы описаны так чтобы их понимал человек. С большим количеством условностей.
Если патрубок сделать слегка шершавый или мелкие нацарапать полоски ровные и волнообразные,поперёк и в доль
Я почему-то про задвинутость трубки пропустил, и подумал что ответ будет что площадь "больше", так как около входа вода уже разгоняется и давление на стенки около горла понижено как раз.
Нужно вместо трубки сделать стенку с острым отверстием - фаской наружу. (как потай для шурупа) Завихрения в теории исчезнут. Но ламинарным поток скорее всего не будет - т.к. нужен еще дополнительный успокоитель.
Хитрый конический патрубок?
По идеи трубка Винтури должна минимизировать потери!
А если сделать этот насадок из эластичного материала, либо сделать внутри жесткой трубы эластичную вставку с воздухом - тогда ее форма адаптируется к реальному распределению давления? Для наглядности можно сделать часть трубы эластичной.
Если патрубок установить вертикально, то потоку не надо будет менять свое направление и силы инерции не возникнут.
Если надо менять направления потока, то наверное лучше закручивать поток от большого радиуса, при котором линейная скорость будет минимальная, до малого радиуса, при которым линейная скорость будет почти равна скорости потока в трубе. То есть используя конусоподобную воронку на входе, можно плавно разгонять поток от нулевой скорости в емкости, до скорости потока в трубе. Наверное при этом надо учитывать инерционность потока, чтобы подобрать правильный конус, то есть рассчитать время разгона потока.
Наверное, чтобы точно поток вращался внутри сосуда, в воронку перед трубкой надо вставить вращающейся конус. За счет вязкости, поток между стенками воронки и конуса начнет вращаться, а за счет разницы давления - будет двигаться поступательно, что и создаст вихревое движение для плавного разгона потока, то есть перевода потенциальной его энергии в кинетическую.
Возможно и на выходе трубки было бы хорошо поставить воронку, в которой вращается конус. Это даст возможность плавно, без потерь, отбирать импульс от разогнанного потока в процессе реактивного движения. Кроме этого два конуса, вращающиеся в разные стороны, скомпенсируют момент импульса друг друга.
Закрыть зону создающую турбулентные потоки. Или может расширить трубку на входе )))
Ещё на 8:22 показалось мне , что сопло нужно делать сужающимся,чтоб не было зон завихрения.
Как говорил один блогер "надо дать жидкого" )
здравствуйте , видел видео о законе Архимеда у вас на канале.....самый большой корабль сейчас это 382 м длинны и 124 м ширины.
вопрос - можно ли сделать кораблть который будет скорее платфорной а не кораблем для путешествий формой квадрата НО такого размера ЧТОБЫ ЕГО НЕЛЬЗЯ БЫЛО ПЕРЕВЕРНУТЬ ЦУНАМИ или штормом , ветром и даже торнадо , чтобы он плавал в тихом океане .
размер ну можеть быть 5 км может 10 . суть такого корабля город на воде но чтобы мог двигаться скоростью хотябы 5 узлов ...
вопрос второй - а какого вообще можно размера сделать подобную жилую конструкцию чтобы максимальный был размер ? высота 3 этажа будет оптимальной
Воронку на входе установить?
обратный конус трубки?
Формулы у вас походу, только для самых сильных духом
Вопрос к авторам. Как тогда быть с научной литературой, в которой сила тяги реактивных сопел (в статике) считается как СУММА двух величин: произведения массового расхода на скорость газа на срезе тягового сопла и произведения площади выходного сечения (среза) тягового сопла на разность давлений на срезе сопла и окружающей среды?
Согласование сопротивления
Так и не понял, почему в патрубке теряется половина энергии, мы же не изменяли тягу то. И привязывать турбулентность тут не корректно, ведь Вы выводили формулы, полагаясь на мысленный эксперимент.
Щетникову бы физику подтянуть....
Что если узнать импульс машинки, и по закону сохранения импульса этот импульс будет равен импульсу водяной струи?Это если пренебречь трение и сопротивление воздуха.Получится что импульс водяной струи P=Pмашинки+F сопротивления воздуха + F трения?Это если скорость будет постоянной.
Я конечно извиняюсь, но потери происходят на уровне абстрактных расчетов. Как изменение формы сопла или что-то другое может повлиять на эти расчеты?? По идее и ответ нужно искать тоже на уровне равновесия энергии и расчета давления. Какой нибудь эксклюзивный случай, чтобы потерь не было
Например отсутствие сил притяжения и отсутствие сопротивления воздуха? Интересно, а поедет ли такая машинка в вакууме?
@@shuriczak4179 в вакууме - поедет, а в невесомости - нет
Забавно. Через закон сохранения импульса и энергии получается максимальная теор.тяга, а для простого патрубка теор. уже в 2 раза меньше. Значит сопло плохо преобразует энергию давления в скорость. Допустим если мы хотим равноускоренного движения воды в сопле, то сечение сопла должно изменяться в первом приближении линейно (уменьшаясь). Значит диаметр -- по функции корня от продольной координаты.
Может просто плавно повернуть трубку, не делая никаких патрубков? Совсем от завихрений избавиться не получится, но заметно сократим двойку, как мне кажется.
Первым делом подумал, а как нам увеличить площадь площадки S не меняя патрубка. Скажем если площадка S будет не плоской, а иголчатой. Но я так понимаю результирущая сума всех нескомпенсированых векторов сил по поверхности этих иголок будет такой же как и для плоской площадки?
Так и будет.
может профиль сечения сделать переменным?
Название не раскрыто. Зачем такое сопло, в чём преимущество непонятно.
Уважаемая редакция) - а не захотите ли ещё кое над чем поразмыслить в этой же теме?
А именно, вот в данном эксперименте - Реактивные эффекты с водой... - th-cam.com/video/yK4wfNpCCEM/w-d-xo.html
во второй трети ролика ситуация, когда истекающую струю из конца шланга намотанного в бобину, эту струю разворачивают назад - и вот что происходит в момент резкого перекрытия напора воды ??
Гидроудар в гидротаране где-то рядом тут да?
Очень бы хотелось добавить разбор и понимание Физики данных процессов на вашем канале)
Предположения как такой патрубок должен выглядеть нет, а комментарий есть)
у реактивного самолета ,точнее перед двигателя есть т.н отсекатель пограничного слоя.Конечно не всегда.А можно ли таким образом объяснять необходимость от этого элемента,которой гарантирует нормальная работа компрессора реактивного мотора?
Надо сделать трубку переменного сечения как в видео про закон бернулли. Причем заужаться должна сразу от выхода из сосуда.
А как насчёт того, чтобы попытаться вычислить скорость истечения струи в вашей первоначальной конструкции? Надо бы засечь за какое время какой объём воды в итоге вытек. Реально ли её квадрат упал в 2 раза по сравнению с простым расчётом по первой формуле.
@@schetnikov хорошая мысль, я и не подумал =). лишь бы вертикальное расположение насадка существенно не повлияло на струю. Может быть струя будет немного давить своим столбом на нижние уровни воды и это как-то изменит поток? Или я фантазирую.
Может получится сопло, как на ракете🚀 камера сгорания, потом сужение и потом расширение как колокол.
По моему скромному мнению нужно весь поток разложить на бесчисленное количество ламинарных трубок и к каждой применить закон Бернулли.Проблема только как это сделать для разных насадок.Про прерывистые потоки не говорю их эффект низкий.
👍
Сначала сузить трубку, а потом расширить?
Игоря Негоду спросите, он их делает на практике :)))
а почему бы не проградуировать верхний сосуд и не измерить реальную скорость расхода воды и сравнить с рассчетной?
Почему забываете за закон Бернулли. Для упрощения, возьмём сужающиеся сопло. В этом случае с уменьшением сечения трубки давление постепенно падает, ведь скорость воды увеличивается. Следовательно, нужно брать в качестве площади нескомпенсированного давления не площадь отверстия, а большую площадь.
Добрый вечер слишком хорошая физика новые разработки не спалите?
Что-то снова вопросы как с двумя конденсаторами, где в идеальных проводах теряется ровно половина заряда.
Наверное конический патрубок ?