Kontinuitetna enačba

Kontinuitetna enačba

Avtor: E-va (vsebinsko), Skupina NAUK (tehnično)

Kontinuitetna enačba

Prostorninski tok je definiran kot sprememba prostornine na čas : , masni tok pa kot sprememba mase na čas : . Če se tekočina z gostoto pretaka s hitrostjo po cevi s presekom , potem velja, da je prostornina pripadajoča času enaka , iz česar dobimo ob upoštevanju zveze med prostornino in maso boj uporabni zvezi za oba toka:

in.
(Kontinuitetna_enacba.jpg)

Za stacionarno gibanje nestisljive tekočine velja kontinuitetna enačba, ki nalaga ohranitev prostorninskega toka . Če opazujemo gibanje tekočine v točkah in , potem enačbo prepišemo v obliko:

Kontinuitetna enačba

Na sliki sta z indeksom označena presek in hitrost na širšem delu, z indeksom pa isti količini na ožjem delu. Na ožjih presekih cevi se poveča hitrost tekočine, tokovnice pa se tam zgostijo. Za stisljivo tekočino velja ohranitev masnega toka . Enačbo spet prepišemo v obliko za opazovanje v dveh točkah:

Za stacionarno gibanje nestisljive tekočine velja, da je prostorninski tok vzdolž celotne tokovne cevi brez izvorov in ponorov stalen.

Podobno velja za stacionarno gibanje stisljive tekočine, da je masni tok vzdolž celotne tokovne cevi brez izvorov in ponorov stalen.

Pretok

1. Po tokovni cevi brez izvorov in ponorov se pretaka nestisljiva tekočina. Katera trditev je napačna?



2. Po cevi s premerom cm se pretoči vsako uro m vode z gostoto kg/m.

Prostorninski tok vode je m/s. Masni tok vode je kg/s. Hitrost tekočine je m/s.

Preveri

Odlično, rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo. Rešitev je:

  1. Pri zožitvi cevi se pretok poveča.
  2. Prostorninski tok vode je m/s. Masni tok vode je kg/s. Hitrost tekočine je m/s.

Naprej

Tok tekočin

Opazuj pretok nestisljive tekočine po tokovni cevi. Z modrim so označene tokovnice. Zeleni vektor je hitrost na začetku tokovne cevi, z rdečim pa na koncu. Z drsnikom lahko spreminjaš premer cevi in s tem preko preseka vplivaš na hitrost tekočine. Faktor f je kvocient med končno in začetno hitrostjo. Zveza med premerom in hitrostjo ni obratno sorazmerna. Preizkusi.

Aplikacija GeoGebra se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Pri pretoku nestisljive tekočine se hitrost zmanjša na četrtino začetne. Kaj se je zgodilo s premerom?

Preveri

Odlično, rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Zmanjšal se je na polovico.

Naprej

Tokovna cev

Opazuj tokovnice v tokovni cevi, tako da spreminjaš faktor zožitve tokovne cevi f v srednjem delu cevi in faktor razširitve cevi ff v desnem delu.

Aplikacija GeoGebra se ni mogla zagnati. Prosim preverite, ali imate v brskalniku namescen program Java 1.4.2 (ali novejsi) (Kliknite tu za namestitev Jave)

Katera izjava je napačna:

Preveri

Odlično, rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo. Rešitev je:
V točki T5 je hitrost največja.

Naprej

Sprememba preseka

Dve brizgalki povežemo s cevko ter zaprti prostor med batoma brizgalk in cevko napolnimo z vodo. Brizgalka na levi ima večji presek. Opazuj gibanje batov. Pretok vode je povsod enak, zato se giblje bat na levi počasneje. Najhitreje se giblje voda po cevki. Zakaj? Ta poskus je dobro izhodišče za razumevanje hidravličnega dvigala.

Brizgalka s premerom mm je povezana s cevko s premerom mm z brizgalko s premerom mm. Bat brizgalke z večjim presekom potiskamo s hitrostjo mm/s.

Pretok vode je mm/s. Hitrost bata brizgalke z manjšim presekom je mm/s, hitrost tekočine po cevki pa je mm/s. Pretok naj bo zaokrožen na celo število, hitrosti pa na eno decimalko.

Preveri

Odlično, rešitev je pravilna!

Naprej

To pa ne bo držalo. Rešitev je:
Pretok vode je mm/s. Hitrost bata brizgalke z manjšim presekom je mm/s, hitrost tekočine po cevki pa je mm/s.

Naprej

Rezultati

0%
0%