Poiseuille valemi põhjal on kokkusurumatu vedeliku ruumala, mis r 2 laminaarsel voolamisel aja jooksul läbib toru ristlõiget V = p , kus r 8l on kapillaari raadius, l on kapillaari pikkus, on vedeliku sisehõõrdetegur ning p on rõhkude erinevus kapillaari otstel. Gaasi võib lugeda kokkusurumatuks, kui ta on küllalt suure tihedusega ja voolab väikese kiirusega läbi lühikese kapillaari. Rõhkude erinevus peab olema seejuures väike. Poiseuille valemist saab leida avaldise sisehõõrdeteguri jaoks r 4 = p 8lV kus kõiki suurusi võrrandi paremal poolel saab mõõta eksperimentaalselt.
F P= S F=PS P=1000 × 9.807× 5=49035 Pa F=49035 ×0,0016=78,456 N Vastus: Seda ava sulgevale korgile mõjub jõud suurusega 78,456 N 7 ÜLESANNE 7 Torus diameetriga 2 cm voolab süsihappegaas. 30 minuti jooksul läbib toru ristlõiget 0,51 kg gaasi. Gaasi tihedus on 7,5 kg/m³. Leida voolu kiirus, lugedes gaasi kokkusurumatuks. m g= 0,51 kg ρ = 7,5 kg/m3 t = 30 min d = 2 cm = 0,02 m mg V= =0,51 ∙7,5=0,068 m3=68 l ρ 2 S=π r d 2 π∙ () 2 =π ∙ 0,012=3,142 ∙10−4 m2 V 0,068 m3 l= = =216,42 m S 3,142 ∙10−4 m2 l 216,42m 216,42m v= = = =0,12 m/s t 30 min 1800 s Vastus: gaasi voolukiirus on 0,12 m/s
2 3 s m Leiame rõhu P := ρ⋅ g⋅ h = 49.033⋅ kPa Leiame jõu: F := P⋅ S = 78.453 N Vastus: korgile mõjub jõud F = 78.453 N . Ülesanne 7. Torus diameetriga 2cm voolab süsihappegaas. 30 minuti jooksul läbib toru ristlõiget 0,51kg gaasi. Gaasi tihedus on 7,5kg/m^3. Leida voolu kiirus, lugedes gaasi kokkusurumatuks. kg mg := 0.51kg ρ := 7.5 t := 30min d := 2cm 3 m Leiame gaasi ruumala: mg Vg := = 68⋅ L ρ Leiame toru ristlõike pindala: 2 d ⋅ π = 3.142⋅ cm2 St := 2 Leiame gaasi läbitud teepikkuse: Vg x := x = 216.451 m St Leiame gaasi voolukiiruse: x m vg := = 0.12 t s
Rõhu väärtus oleneb vedelikust ja selle temperatuurist. Temperatuuri tõustes küllastunud auru rõhk suureneb ja vastupidi. Kinnistes süsteemides ja suurtel kiirustel võib tekkida rõhu langus ja vesi hakkab keema madalama temperatuuri juures. Vedelik seguneb aurumullidega, ta homogeensus kaob ning tavalised hüdraulikaseadused tema kohta enam ei kehti. Tekib kavitatsioon. Kavitatsiooni peab vältima. Ideaalvedelik vedelik loetakse täiesti kokkusurumatuks ning ta liikumine hõõrdevabaks. Kasutatakse teoreetilistes mõttekäikudes. 1.3 Vedelikus mõjuvad jõud Hüdrostaatika käsitleb tasakaalu ja vedelikele mõjuvaid jõude. Absoluutne tasakaal- vedelik on liikumatult anumas ja anum on ka liikumatu. Suhteline tasakaal- vedelik on liikumatult anumas aga anum ise liigub. Vedelikku vaadeldakse kui pidevat keskkonda, osakeste kogum. Kõiki jõude, mis neile mõjuvad saab jagada kahte rühma: 1
Molekulide kontsentratsioon rõhu ja tiheduse kaudu. o E = k T , E- gaasimolekulide keskmine kineetiline energia, k- Boltzmanni konstant (1,38· ), T- absoluutne temperatuur. o n = , p- rõhk · Daltoni seadus. o Ideaalsetest gaasidest koosneva segu rõhk on võrdne segu moodustavate gaaside partsiaalrõhkude summaga. · Homogeenne atmosfäärimudel. o Tiheduslikult homogeenne atmosfäär: atmosfäär loetakse kokkusurumatuks, tema tiheduseks võetakse tihedus maapinna (üldisemalt aluspinna) lähedal. · Atmosfääri koostis. o Konspekt VI, lk17 tabel. · Gaaside tihedused normaaltingimustel. o = () · () = ], - molaarmass. · UV-kiirgus ja osoon atmosfääris. o Osoon tekib UV-kiirguse mõjul ja paikneb kõrgusel 15-30 km. Moodustab planetaarse kaitsekihi UV eest. Väikestes kogustes mõjub desinfitseerivalt,
õhu horisontaalsuunaline liikumine, Konvektsioon õhu vertikaalsuunaline likumine. Õhurõhk on õhu rõhk mingis kindlas kohas Maa atmosfääris.Õhurõhu mõõtmise ühikud: Õhurõhku mõõdetakse baromeetriga. Seda väljendatakse tavaliselt hektopaskalites või millimeetrites elavhõbedasammast. Keskmine õhurõhk merepinna kõrgusel keskmisel temperatuuril 15 °C on 1013,25 hPa.Homogeenne atmosfäär: Homogeense atmosfääri korral on kaks lihtustavat eeldust: 1) atmosfäär loetakse kokkusurumatuks, 2) atmosfääri tihedus kogu vertikaali ulatuses loetakse konstantseks. Tegelikkuses võib atmosfääri tiheduse lugeda konstatseks vaid mõnekümne meetri paksuses kihis tugevasti kuumenenud aluspinna lähedal, sellisel juhul väheneb õhu tihedus aluspinna juures kõrge temperatuuri tõttu, kõrgemale tõustes temperatuur langeb kiiremini kui harilikult ja õhu tihedus võib jääda konstantseks või isegi kasvada
eeldust: 1) atmosfäär loetakse atmosfääri täiendavad kasvuhoonegaaside mujal: Ilmavaatlusi hakati Eestis Solaarkliima Nim. Päikese kiirguse kokkusurumatuks, 2) atmosfääri tihedus kogused, mis suurendavad tegema juba 18. sajandi lõpul. teoreetilist jaotust atmosfääri ülemisel piiril. kogu vertikaali ulatuses loetakse kasvuhoonenähtust ja põhjustavad