سیفون

مدیران انجمن: javad123javad, parse

ارسال پست
نمایه کاربر
rohamjpl

نام: Roham Hesami

محل اقامت: Tehran, Qeytariyeh

عضویت : سه‌شنبه ۱۳۹۹/۸/۲۰ - ۰۸:۳۴


پست: 933

سپاس: 602

جنسیت:

تماس:

سیفون

پست توسط rohamjpl »

اگه برنولی را بفهمید سیفون را هم درک میکنید.هنگامی که سیالی در یک کانال با سطح مقطعی باریک جریان می‌یابد، سرعت آن زیاد می‌شود. این اتفاق به معنی افزایش انرژی جنبشی سیال است.در فرآیند عبور جریان از کانال، ممکن است سطح مقطع کانال متغیر باشد. در چنین حالتی، تغییر سطح، منجر به ایجاد اختلاف فشار در کانال شده که نهایتا نیرویی را به سیستم وارد می‌کند
معادله برنولی در ادبیات علمی یک تقریب عادلانه برای عملکرد سیفون در نظر گرفته شده است. ... هنگامی که فشار درون مایع به زیر فشار بخار مایع کاهش می یابد ، حباب های ریز بخار می توانند در نقطه بالا شروع به تشکیل کنند و اثر سیفون پایان می یابد.سایفون چگونه کار می کند؟
یک سیفون اساسی از یک لوله در یک ظرف بزرگتر تشکیل شده است که از بالای کوهان (لبه ظرف) بالا می رود تا در یک سطح پایین تر در یک ظرف خالی شود.. هنگامی که مایع از لوله و بیش از کوهان مکیده می شود ، نیروی جاذبه همچنان مایع را از طریق لوله می کشد.
فرض سرعت ثابت در سراسر لوله از موارد زیر ناشی می شود:
با فرض تراکم ثابت
پایستگی جرم
علاوه بر برخی موارد دیگر که باید در توضیح مسئله یافت شود (مانند این که لوله مساحت ثابت دارد) و چند فرضیه ساده هیدرودینامیکی دیگر (مانند فرض ثابت بودن سرعت در سطح مقطع یا فرض معادل آن) ) یک راه برای استدلال در مورد فرض سرعت ثابت ، استفاده از معادله m˙ = ρvA مشترک است که با در نظر گرفتن سرعت ثابت بر سطح مقطع ، سرعت جریان را به دست می دهد. از این موارد ، سطح از مشخصات اولیه لوله ثابت است و می توان چگالی را نوشت که دارای دو وابستگی ، فشار و دما باشد ، ρ = ρ (P، T). فشار و دما هر دو طول لوله تغییر می کند ، اما به اندازه کافی کوچک است که اگر تحت "وان" معمولی کار می کنید مانند شرایط مهم نیستند.
این واقعیت که m˙ در طول لوله ثابت است را می توان با ذکر این نکته که سیستم در حالت پایدار است ، ثابت کرد و حفظ جرم حکم می کند که جریان جریان جرم در حال جریان است ، همان جریان جرم خاموش است. لوله دارای مقدار ثابت مایعات در آن است.
برای انجام کمی بیش از حد مجاز ، dρ / dP ثابت است که در تعیین سرعت صدا در مایع نقش دارد ، اما برای مایعات "غیرقابل انعطاف" بسیار ناچیز است ، اگرچه تراکم ناپذیری به معنای صفر بودن مقدار است. دما می تواند تأثیر قابل توجهی داشته باشد ، زیرا dρ / dT بسیار صفر است ، اما گرمای اصطکاکی بالای لوله خیلی زیاد نیست.
محاسبه میزان جریان در یک سیفون غیر ایده آل؟
هنگام محاسبه میزان دبی در یک سیفون ، معمولاً فرض ساده سازی این است که سر سرعت در ورودی به طور موثر صفر است. این امر مستلزم این است که سطح مقطع ورودی بسیار بیشتر از ورودی باشد. اما اگر من نمی خواهم این فرض را بکنم چه؟ اگر ورودی نسبتاً کم مساحت داشته باشد چه می شود؟
با استفاده از اصلی برنولی ، با بیان این مطلب شروع کردم
$\frac{v_{in}^2} {2g}+h=\frac{v_{out}^2}{2g}$
پس از جایگزینی سرعت از نظر میزان جریان و مساحت و تنظیم مجدد برای حل سرعت جریان ، معادله را بدست آوردم
$Q=A_{in}A_{out}\sqrt{\frac{2gh}{A_{in}^2-A_{out}^2}}$
یا اشتباه کردم ، یا نمی فهمم این معادله به من چه می گوید. به نظر می رسد که با کوچک شدن Ain و نزدیک شدن به Aout ، سرعت جریان به بی نهایت نزدیک می شود. آیا من در جایی اشتباه کردم ، یا اینکه هنوز فرض ساده ای را ارائه می دهم که می تواند سرعت جریان را در زمانی که Ain و Aout به یکدیگر نزدیک هستند تحت تأثیر قرار دهد؟من می خواهم محاسبات گام به گام خود را برای سهولت در تشخیص یک اشتباه اضافه کنم.
$\frac{v_{in}^2}{2g}+h=\frac{v_{in}^2}{2g}$
$v_{in}^2+2gh=v_{out}^2$
$v_{in}=\frac{Q}{A_{in}},v_{out}=\frac{Q}{A_{out}}$
$\frac{Q^2}{A_{in}^2}+2gh=\frac{Q^2}{A_{out}^2}$
$\frac{Q^2}{A_{in}^2}+2gh=\frac{Q^2}{A_{out}^2}$
$Q^2(\frac{1}{A_{out}^2}-\frac{1}{A_{in}^2})=2gh$
$Q^2(\frac{A_{in}^2-A_{out}^2}{A_{in}^2A_{out}^2})=2gh$
$Q^2=\frac{2ghA_{in}^2A_{out}^2}{A_{in}^2-A_{out}^2}$
آنچه در اینجا اتفاق می افتد این است که معادله برنولی باعث صرفه جویی در انرژی می شود. کار انجام شده بر روی گرانش سیال هنگام سقوط از ارتفاع h برابر است با افزایش آن در انرژی جنبشی ، که متناسب با $v^2$ است:
$mgh=\frac12 m(v_{out}^2-v_{in}^2)=m\frac{v_{out}+v_{in}}{2}(v_{out}-v_{in})=m \bar{v} \Delta v$
برای مقدار ثابت h ، اگر افزایش سرعت سیال Δv کم باشد ، سرعت متوسط ​​بین ورودی و خروجی $\bar{v}$ باید به طور بالایی زیاد باشد. در حدی که Δv → 0 سرعت متوسط $\bar{v} \to \infty$است و همینطور سرعت جریان حجم$Q=A\bar{v}$ انجام می شود.
در معادله برنولی مکانیسم اصطکاک که انرژی پویایی سیال را به انرژی گرمایی تبدیل می کند - مانند گرانروی و تلاطم - در نظر گرفته نمی شود. این تلفات معمولاً با افزایش v increase افزایش می یابد: کسر بیشتری از اتلاف انرژی پتانسیل گرانشی به عنوان انرژی حرارتی ، با افزایش بسیار اندک در انرژی جنبشی ، تا رسیدن به تعادل تلف می شود. پس از آن ممکن است Δv≈0 در حالی که $\bar{v} \ll \infty$ باشد.
نکته دیگری که باید توجه داشته باشید این است که اگر Ain≈Aout در آن صورت سر هیدرواستاتیک h در معادله فوق ثابت نخواهد بود (و همچنین در معادله Q برای شما). نزدیک به سرعت$\bar{v}$ خواهد افتاد. بنابراین Δv می تواند بدون بزرگ شدن $\bar{v}$ کوچک شود ، زیرا h همزمان با Δv در حال سقوط است.
چگونه می توان جریان آب را در یک سیفون متوقف کرد؟برای جلوگیری از سیفون دو روش وجود دارد:
دریچه ای را با سیفون به صورت درون خطی قرار دهید که به راحتی جلوی جریان را بگیرد و حالت سیستم را "مسدود" کند. به محض باز شدن مجدد شیر ، بدون نیاز به پمپ برای پر کردن مجدد سیفون ، جریان از سر خواهد گرفت.
سوپاپی را در قسمت بالای سیفون قرار دهید که به هوا اجازه می دهد درون لوله قرار گیرد و مکش جریان سیفون را بشکند. شیر را ببندید و پمپ را برای راه اندازی مجدد جریان کار کنید.
برای گزینه دوم ، می توانید یک دریچه اتوماتیک تهیه کنید که به آن "شیر سیفون شکن" یا "شیر آنتی سیفون" معروف است که به محض کاهش فشار در لوله به زیر فشار جو ، هوا را وارد سیستم می کند.
البته ، گزینه سوم این است که چیزها را دوباره مرتب کنید تا در وهله اول سیفون ایجاد نکنید.
help you understand the question. Roham Hesami smile072 smile261 smile260 رهام حسامی ترم پنجم مهندسی هوافضا
تصویر

ارسال پست