Kaasun paine virtauksessa

Seuraa 
Viestejä45973
Liittynyt3.9.2015

Bernoullin yhtälö kertoo, että kun kaasuvirtauksen nopeus kasvaa, paine alenee. Normaalisti esimerkkinä mainitaan putki, jossa on kapenema. Mutta kenen näkökulmasta nopeus mitataan? Esimerkki: Auton ikkuna on raollaan. Ilmaa virtaa edestakaisin sisätilan ja ulkoilman välillä. Voisi ajatella, että auton sisällä on oltava pienempi paine, koska ulkona oleva ilma on ensin maahan nähden paikallaan ja joutuu sitten kiihdyttämään päästäkseen auton sisään. No annapa olla. Kuskin mielestä autoa ympäröi kova taaksepäin kulkeva ilmavirtaus, johon sulautuakseen autosta lähtevän ilman on kiihdytettävä. Siis ulkona täytyy olla pienempi paine.

Kommentit (8)

Vierailija

Kun ilma kulkee auton ikkunan raosta, ei ole mitään syytä, miksi sen virtausnopeus sisään/ulos olisi sama kuin auton ohi virtaavan ilman nopeus. Bernoullin yhtälöä ei voitaisi järkevästi muodostaa annetuilla tiedoilla. Tietysti voitaisiin viritellä putki, jonka toinen suu olisi auton ulkopuolella ilmavirtaa vastaan ja toinen pää auton sisällä. Tällöin auton sisälle pakkautuisi ilmaa ja paine sisällä kasvaisi, kunnes se saavuttaisi Bernoullin lain mukaan arvon p0 + 1/2*roo*v^2, v=auton nopeus, roo=ilman tiheys, p0 = ulkoinen ilmanpaine. Tosin termi 1/2*roo*v^2 olisi luokkaa satoja Pascaleja, kun p0 = 101325 Pa, siis puhutaan alle prosentin heitosta.

Vierailija
Ihmebantu
Bernoullin yhtälö kertoo, että kun kaasuvirtauksen nopeus kasvaa, paine alenee.
Ainoastaan, jos kaasuun ei tehdä työtä. Esim kun tarkastelet ilman virtausta lentokoneen potkuritason läpi potkurin pyöriessä moottorin pyörittämänä, on sekä ilmanpaine potkurin takana (alavirrassa)suurempi kuin edessä (ylävirrassa), että samaan aikaan virtausnopeus takana suurempi kuin edessä. Tämä ei suinkaan kumoa Bernoullin lakia, mikä on energian säilymislaki virtauksessa silloin kun ulkoista työtä kaasuun ei tehdä uudella nimellä kaasuvirtauksiin sovitettuna.

Kysymyksessäsi käsittelet auton ikkunan raosta tapahtuvaa virtausta, jossa sisäänvirtauksessa auto tekee työtä kaasuun, ja ulosvirtauksessa ulkona ennestään oleva kaasu tekee työtä ulosvirtaavalle kaasulle, mistä syystä voit unohtaa Bernoullin kyseisessä tehtävässä, kuten potkurin läpi tapahtuvan virtauksen osaltakin on meneteltävä.

EeTee
Kun ilma kulkee auton ikkunan raosta, ei ole mitään syytä, miksi sen virtausnopeus sisään/ulos olisi sama kuin auton ohi virtaavan ilman nopeus. Bernoullin yhtälöä ei voitaisi järkevästi muodostaa annetuilla tiedoilla. Tietysti voitaisiin viritellä putki, jonka toinen suu olisi auton ulkopuolella ilmavirtaa vastaan ja toinen pää auton sisällä. Tällöin auton sisälle pakkautuisi ilmaa ja paine sisällä kasvaisi, kunnes se saavuttaisi Bernoullin lain mukaan arvon p0 + 1/2*roo*v^2, v=auton nopeus, roo=ilman tiheys, p0 = ulkoinen ilmanpaine. Tosin termi 1/2*roo*v^2 olisi luokkaa satoja Pascaleja, kun p0 = 101325 Pa, siis puhutaan alle prosentin heitosta.

v on yllä auton nopeus suhteessa ilmaan, ei suhteessa tiehen mitä auton nopeudella yleensä muussa yhteydessä tarkoitetaan, tai muuten yllä oleva olisi virheellinen, autollahan voi ajaa muulloinkin kuin peilityynen sään aikana.

jeremia2
Seuraa 
Viestejä1066
Liittynyt2.3.2009

Voi kokeilla käytännössä jos paneilmaa on käytettävissä. Ota kertakäyttömuki (sellainen ohutkuorinen, pehmeähkö), pistä pohjaan keskelle reikä ilmasuuttimen (käsisuutin) putkelle löysähkö). Pistä kuppi pöydälle avonainen puoli alaspäin, ilmasuuttimen putki mukin pohjassa olevaan reikään ja paina lmasuuttimen kahva täysin auki asentoon asentoon , syöttöpaine 6 bar. Kuinka käy? Hyppääkö kuppi ylös, hajoaako kuppi paineesta?
Ei, ei edes nouse milliä pöydän pinnasta, sivut saattaa painua hieman kasaan, tai ainakin siinävaiheessa kun yrittää kuppia nosta ilman virratessa kuppiin . Imee voimakkaasti pöydän pintaan ilman virratessa hyvin pienestä kupin renan ja pöydän välisestä raosta. Ei uskoisi näin käyvän.

Heksu
Seuraa 
Viestejä5463
Liittynyt16.3.2005

Kyllä minun autossa ainakin menee korvat lukkoon, jos ikkunoita avaa sopivasti raolleen. Olen tulkinnut sen niin, että autoon muodostuu alipaine. Voihan se toki olla toisinkin päin, korva kun ei tunnista paineen etumerkkiä.

jeremia2
Seuraa 
Viestejä1066
Liittynyt2.3.2009
Heksu
Kyllä minun autossa ainakin menee korvat lukkoon, jos ikkunoita avaa sopivasti raolleen. Olen tulkinnut sen niin, että autoon muodostuu alipaine. Voihan se toki olla toisinkin päin, korva kun ei tunnista paineen etumerkkiä.

Syntyvän paineen / alipaineen saa selville kun panee puhaltimen pois päältä, auton ilman sisääntulon säätö vaikka suulakkeile. Laita käsi suulakken eteen lähelle (virtauksen tarkkailuun) ja avaa ikkuna, jos virtaus kasvaa suuklakkeessa auton sisälle tulee alipaine. Näin taitaa useimmiten tapahtua
Auton ympärillä ilman virtaus taitaa olla melko pyörteinen aiheuttaen auton sisälle vaihtuvan paineen

Uusimmat

Suosituimmat