유체 흐름의 속도


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수도관의 시작 부분에 큰 지름이 있고 끝에 작은 지름이 있으면 파이프의 어느 부분에서 물이 더 빨리 흘러 가게됩니까?

답변:


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손실이없고 처음 $ A $와 $ B $ 사이에 저장이 없으면 연속성의 원칙에 따라 속도를 계산할 수 있습니다. $$ Q_A = Q_B $$ 균질 한 유동에서는 $ Q $는 단면적과 유속을 곱한 값과 같습니다 : $$ Q = A \ cdot v $$

두 개의 횡단면 비율에 따라 이제 어느 부분이 더 높은 속도를 가져야하는지 결정할 수 있습니다.


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수도관에 시작시 큰 지름 끝에 작은 지름 파이프의 어느 부분이 물의 흐름이 빠를까요?

넓은 점과 좁은 점 사이에 유체가 손실되지 않으면 좁은 점에서 흐름이 더 빨라집니다.

이것은 유량을 취하면 다음과 같이 나타납니다 : $$ \ dot {Q} _ {시작} = A_ {시작} \ times V_ {시작} = \ dot {Q} _ {종료} = A_ {종료} \ times V_ {끝} $$

최종 속도는 그 지역의 비율에 의해 주어진다.

$$ V_ {finish} = \ frac {A_ {start}} {A_ {finish}} \ times V_ {start} $$

그렇다면 $ A_ {시작} & gt; 귀하의 경우처럼 A_ {finish} $ {f_ {start}} {A_ {finish}} & gt; 1 $ 및 $ V_ {finish} & gt; V_ {start} $

반대의 경우에는 마무리 속도가 자연스럽게 시작보다 작습니다.

디퓨저 및 노즐 및 제트 엔진과 같은 모든 종류의 흥미로운 응용 프로그램이 있지만 압축성이 문제가되는 것은 간단하지 않습니다.

낮은 Reynolds 수와 낮은 마하 수의 경우 베르누이의 원리와 같은 도구로 이러한 종류의 문제를 탐구 할 수 있으며 벤 투리 효과에서 쉽게 볼 수 있습니다.


유동이 있고 비압축성 유체 (예 : 물이 대략 비압축성) 인 경우 손실은 중요하지 않습니다. 점도는 연속 방정식의 매개 변수가 아닙니다.
MrYouMath
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