υπολογισμός ποσότητας νερού

[vagroul]

καλησπέρα.
έχω την εξής ερώτηση και θέλω την θεωρητική απάντηση.
αν βάλω μια δεξαμενή 1m3 σε ύψος 6μ και την συνδέσω με ένα λάστιχο φ16 ποια θα είναι η ποσότητα νερού που θα περνάει την διατομή του λάστιχου σε μια ώρα?
τον πρακτικό τροπο με το δοχείο και το χρονόμετρο τον ξέρω αλλα θέλω να κάνω υπολογισμό πριν γίνει η κατασκευή.
οποίος μπορεί να βοηθήσει θα τον ευχαριστούσα παρα πολύ.

[dalai]

Δεν ξερω να υπολογιζω αλλα νομιζω οτι ειναι απαραιτητο και το μηκος του λαστιχου.Επισης πρεπει να πεις και τις ακριβεις διαστασεις του βυτιου,γιατι αλλη πιεση θα εχει οταν ειναι γεματο και αλλη σχεδον αδειο.Εκτος αν θελεις μια προσεγκιστικη τιμη για την περιπτωση του "σχεδον αδειο"

[manolena]

Η απάντηση εδώ είναι αρκετά δύσκολη διότι εξαρτάται απο πολλές παραμέτρους, μερικές απο τις οποίες αλλάζουν συνέχεια δυναμικά. Δεν είναι δυνατή μια σχετικά ακριβής προσέγγιση σε κάποιον αριθμό για να το δεχτείς σαν σημείο αναφοράς. Η παροχή (flow rate) ενός αγωγού, μεταξύ άλλων, εξαρτάται και απο την πίεση απο το σημείο εκκίνησής του Α (στο προκείμενο, η δεξαμενή που βρίσκεται σε 6 μέτρα ύψος). Η πίεση αυτή θα είναι υδροστατική, δηλαδή θα εξαρτάται απο την ποσότητα του νερού στην δεξαμενή, η οποία κάθε μονάδα του χρόνου θα μειώνεται, άρα και και η παροχή. Θα είχε νόημα, αν την σωλήνα Φ16 την τροφοδοτούσε μια αντλία με συνεχή πίεση κατάθλιψης σταθερή, οπότε θα υπολογιζόταν ευκολότερα όλο αυτό.

Μπορείς να ρίξεις μια ματιά εδώ:

http://www.efunda.com/formulae/fluids/calc_pipe_friction.cfm#calc

...αλλά και πάλι, επειδή η πίεση στον πάτο της δεξαμενής απο όπου ξεκινά ο σωλήνας σου θα αλλάζει συνεχώς καθώς και η ταχύτητα του νερού μέσα απο αυτόν, δεν νομίζω να πάρεις κάποιο σωστό αποτέλεσμα.

[panayiotis1]

Πρεπει να βρεις πρωτα την ταχυτητα στην ακρη του σωληνα. Αν θυμαμαι καλα τα θεωρητικά είναι u= sqrt 2*ρ*g*h. Το κανω στο χαρτι με Bernoulli τωρα και μου βγαινει ο τυπος, αρα μαλλον είναι σωστο. Η ελευθερη επιφανεια της δεξαμενης θεωρούμε ότι μενει σταθερη, δηλαδή τροφοδοτείται συνεχως. Γνωρίζεις το συνολικο h υψος, ρ και g γνωστα, τα βαζεις στη ριζα , παιρνεις ταχυτητα. Μετα χρειαζεσαι διατομή (όχι διαμετρο) Δηλαδη π D*D/4 . Μη ξεχασεις να αφαιρέσεις το παχος του σωληνα ( αν λεει Φ16*2 π.χ. , θα υπολογισεις για D=12mm =0,012m). Deν παιζει ρολο ο ογκος στην δεξαμενή, μονο το ολικο υψος από την ελευθερη επιφανεια ως την εκροη. -- Παροχη=Διατομή * ταχυτητα----

[lepouras]

http://www.tlv.com/global/TI/calculator/water-flow-rate-through-orifice.html
ίσως αυτό βοηθά?
το σίγουρο είναι ότι αν θέλεις ακριβός τότε δύσκολο. όπως στα είπε ο Μάνος.
για το περίπου τότε κάτι γίνετε

τώρα για να πάρεις το ελάχιστο πάρε το ύψος από την εξαγωγή της δεξαμενής. αυτά στο περίπου δεν είμαι γνώστης.

[panayiotis1]

Φυσικα, στην πραξη εχεις και απωλεις (Δp) όπως σου ειπαν και τα παιδια. Θεωρητικη προσεγγιση όμως νομιζω ότι ζητας. Θες να υπολογισεις και τις απώλειες? Αν είναι μικρο το δικτυο σου, μπορει να μην αξιζει να κατσεις να υπολογισεις απώλειες αν δεν σε νοιαζει να βρεις την παροχη με μεγααααλη ακριβεια.

[vasilllis]

εγω παλι πιστευω οτι ο φιλος ζηταει ενα τυπο που εξαρταται απο την διατομη ,το ιξωδες και την πιεση στην εξοδο της σωληνας.

[vagroul]

η σωλήνα θα έχει μήκος 6 μετρά και θα είναι καθετή.
η δεξαμενή ειναι 1m3 τετράγωνη αρα θα πρέπει να είναι 1χ1χ1
θα είναι γεμάτη παντα κοντά στο 100% ποτέ λιγότερο απο 80%.

[IRF]

Αντίστοιχη άσκηση έβαζε καθηγητής σε πανεπιστήμιο και δεν μπορούσε να την λύσει ούτε ο ίδιος γιατί εμπεριέχει δεδομένα που απαιτούν πειραματική δοκιμή και τελικά μπορεί να έχει και μεταβλητή παροχή(πληρότητα 100%-80%). (Εσύ θα βάλεις ένα μπιτόνι στο πάνω μέρος του μεγίστου ύψους που θα τοποθετούσες τη δεξαμενή θα το συνδέσεις με το σωλήνα σου και θα μετρήσεις με χρονόμετρο πόσο χρόνο σε δευτ κάνει να γεμίσει π.χ ένα μπουκάλι αναψυκτικού 2L) αν γεμίζει πολύ γρήγορα το μπουκάλι χρησιμοποίησε κουβά 10L. Θα έχεις μια καλή σχετικά εκτίμηση. Ο όγκος της δεξαμενής δεν έχει σημασία αλλά η διαφορά ύψους άνω σημείου δεξαμενής σημείου εκροής. Θεωρητικά θέλεις πολλά δεδομένα όπως η τραχύτητα του σωλήνα ιξώδες .......κ.α.

[georgegr]

Δεν ξέρω αν υπάρχει κάπου ελεύθερο.

http://www.mecaflux.com/en/debit%20fuite%20vidange%20reservoir.htm

[panayiotis1]

Δες παλι αυτό που σου εγραψα. Σαν h βαλε 7m (6m σωληνα και 1m το υψος της δεξαμενης). Βρες την ταχυτητα u και μετα βρες και την διατομή της Φ16 (αν είναι pex Φ16 τοτε η διαμετρος θα είναι 12mm). Mετα κανε Q=A*u και θα βρεις με μεγαλη ακριβεια την παροχη που ζητας. Κανε το ιδιο μετα για h= 6.8m και υπολογισε πάλι την παροχη. Αυτό που ζητας θα κυμαίνεται μεταξυ της πρωτης κ της δεύτερης παροχης αφου εχεις κυμαινομενο υψος.

[manolena]

...μετα βρες και την διατομή της Φ16 (αν είναι pex Φ16 τοτε η διαμετρος θα είναι 12mm)...

Έχω την εντύπωση πως το Φ16 είναι η καθαρή διάμετρος 16 χιλιοστών του εσωτερικού του σωλήνα, χωρίς το πάχος του.

Δεύτερον, αν θεωρήσεις οτι ο σωλήνας αυτός έχει rouphness (άγρια εσωτερική επιφάνεια) ίση με το 0 και κωρίς να κάνει τσακίσεις, μπορείς να κάνεις τις εξής σκέψεις:
α. Η δεξαμενή έχει όγκο 1 κυβικό μέτρο (1x1x1 μέτρο) και ευρίσκεται σε ύψος 6 μέτρων.
β. Η σωλήνα διατομής 16 mm εκκινεί απο την κάτω έδρα του κύβου και καταλήγει μετά απο 6 μέτρα ευθείας χωρίς τσακίσματα.
γ. Η δεξαμενή μένει συνεχώς πληρωμένη στο 100%

Με βάση τα παραπάνω, η πίεση στο σημείο που ξεκινά η σωλήνα θα είναι P = h * ρ *g, όπου h=ύψος στο μετρώμενο σημείο, ρ=πυκνότητα νερού (kg/m³) και g=επιτάχυνση της βαρύτητας (9.81m/s²). Συνεπώς και με δεδομένο οτι η πυκνότητα του νερού ισούται με 1kg/m³ στους 4°C, τότε για ύψος 6 μέτρων η πίεση που ασκείται στο στόμιο έναρξης του σωλήνα είναι 6 * 1 * 9.81= 5886 Pa ή 58.86kPa και αν μετατραπεί σε psi με βάση τον παρακάτω πίνακα:

53299
...είναι ίση με 8.5 psi ή 0.6 bar (που θα χρησιμοποιήσουμε πιο κάτω)

Πρέπει να υπολογιστεί η ταχύτητα ροής στο σημείο εκκίνησης του σωλήνα η οποία με βάση τον νόμο Bernoulli θα είναι:

h = z + P/ρ*g + V²/2*g, όπου P = υδροστατική πίεση στην αρχή του σωλήνα, h = ύψος έναρξης σωλήνα , z =η διαφορά ύψους τέλους σωλήνα με την αρχή του στον πάτο της δεξαμενής (πρακτικά z=h), ρ = πυκνότητα νερού, V = ταχύτητα που ζητάμε και g = η επιτάχυνση βαρύτητας. Με λύση της εξίσωσης ως προς V, τότε θα έχουμε:
V = sqrt(2*g(h-z-P/ρ*g) και με αντικαταστάσεις βγάζει οτι V = 2.18 m/s

Αν πας στη σελίδα που σου έδωσα και αντικαταστήσεις, τότε θα πάρεις αυτό:

53300

Η παροχή λοιπόν του σωλήνα (με κάθε επιφύλαξη) πρέπει να είναι 0.438 l/s με την προυπόθεση οτι η δεξαμενή πληρώνεται συνεχώς στο 100%