Sprinkleriprobleema

Seuraa 
Viestejä979
Liittynyt27.8.2007

Tavallinen ruohikon kasteluun käytettävä sprinkkeli pyörii alustalla, koska L-kirjaimen muotoinen suutin ruiskuttaa vettä.

Jos sprinkkeli laitetaan vesialtaaseen ja vettä imetään sen kautta, niin miten ja miksi suutin mahdollisesti pyörii?

Palstan asiantuntijat plus David saavat vastata.

" sähkö (se sähkö, jota tuotetaan mm. voimalaitoksissa) ei ole energiaa "
- Vastaaja_s24fi

“Jos et ole kaksikymppisenä vihreä, sinulla ei ole sydäntä. Mutta jos et ole nelikymppisenä perussuomalainen, sinulla ei ole aivoja.”
- Cargo

Sivut

Kommentit (45)

Pikku Gen
Seuraa 
Viestejä3210
Liittynyt2.6.2005

Sprinklerin tiedän, mutta mikä on sprinkkeli?

(engl. sprinkle vihmoa, pirskottaa +r se joka tekee edellämainittua) Tuokin tarvitsisi hyvän käännöksen. Vihmotin?

"Ubi est actio hic?" Missä täällä on säpinää?

Volitans
Seuraa 
Viestejä10670
Liittynyt16.3.2005
Cargo

Jos sprinkkeli laitetaan vesialtaaseen ja vettä imetään sen kautta, niin miten ja miksi suutin mahdollisesti pyörii?



Toimii kuten pölynimuri ja imee, jolloin pyörimissuunta on vastakkainen.

Cargo
Seuraa 
Viestejä979
Liittynyt27.8.2007
Volitans

Toimii kuten pölynimuri ja imee, jolloin pyörimissuunta on vastakkainen.

Et selittänyt mitään

" sähkö (se sähkö, jota tuotetaan mm. voimalaitoksissa) ei ole energiaa "
- Vastaaja_s24fi

“Jos et ole kaksikymppisenä vihreä, sinulla ei ole sydäntä. Mutta jos et ole nelikymppisenä perussuomalainen, sinulla ei ole aivoja.”
- Cargo

Vierailija

Kyseinen fysiikan ongelma tunnetaan Feynmanin sprinklerinä. Ei siksi että Feynman olisi sen ensimmäisenä esittänyt vaan koska hänen koejärjestelynsä räjähti. Varhaisin tietämäni viittaus ongelmaan löytyy Ernst Machin kirjassa Mechanik vuodelta 1893. Aiempaa keskustelua probleemasta: kemia-fysiikka-ja-matematiikka-f3/kaanteinen-kastelulaite-t38148.html

Tässä eräs koejärjestely: http://www.physics.umd.edu/lecdem/outre ... 4/q061.htm

Vierailija

Arvelisin, että tuossakin selitys liittyy hitausvoimiin. nesteen virtaussuunta muuttuu mutkassa ja aiheuttaa painetta jolloin se vekotin pyörii samaan suuntaan kuin ruiskiessaan ilmassa vettä.
Jaa ei sittenkään. katsoin tuosta linkistä että pyöriikin vastakkaiseen suuntaan. Alipaine imee voimakkaammin kuin tuon mutkan toiseen suuntaan työntävä paine.

Vierailija

Kun sprikleri imee "vesiköntin" sisäänsä, vesiköntti pyrkii pyörittämään sprinkleriä, aivan kuten intuitio sanoo. Hieman myöhemmin, samainen köntti törmää kuitenkin L-mutkaan ja tönäisee sprinkleriä saman verran vastakkaiseen suuntaan. Sprinkleri ei jää pyörimään.

Tätä voi havainnollistaa kiinnittämällä lasikuulan kuminauhalla sprinklerin nokkaan. Vedetään lasikuulaa ja sprinkleriä toisistaan ja päästetään irti. Kuminauha vetää sprinkleriä lasikuulaa kohti, mutta pian kuula ja sprinkleri törmäävät ja molemmat pysähtyvät.

Midian
Seuraa 
Viestejä209
Liittynyt21.8.2010
Cargo

Jos sprinkkeli laitetaan vesialtaaseen ja vettä imetään sen kautta, niin miten ja miksi suutin mahdollisesti pyörii?

Veikkaan että toiseen suuntaan kuin normaalikäytössä ja sen takia, että suuttimen(mien) imiessä vettä syntyy niiden etupuolelle hiukan alempi vedenpaine, joka saa sprinklerin sitten pyörimään suuttimet edellä.

Kas lempijuomaani, Alkoholia!

Vierailija

Mietinpä tuota uudemman kerran ja mielestäni tuon suuttimen päässä etenevä massavirta edellyttää kiihdyttävää momenttia joka saa sprinklerin pyörimään vastakkaiseen suuntaan. (Impulssimomentin säilymislaki)

Vierailija
korant
Mietinpä tuota uudemman kerran ja mielestäni tuon suuttimen päässä etenevä massavirta edellyttää kiihdyttävää momenttia joka saa sprinklerin pyörimään vastakkaiseen suuntaan. (Impulssimomentin säilymislaki)



Kun piruettia tekevä balleriina vetää kätensä sisään, hänen pyörimisnopeutensa todellakin kasvaa.
http://www.youtube.com/watch?v=yAWLLo5cyfE
Puhutaan impulssimomentin säilymislaista tai pyörimismäärän säilymisestä tai balleriina efektistä.

Tämä balleriinaefekti näkyy mm. tyhjenevässä tiskialtaassa, vesipyörteenä, joka muodostuu viemärinreiän kohdalle. Jos vesiköntti pyörii vähääkään kaukana reiästä, sen pyörimisnopeus kasvaa, kun se lähestyy reikää.

Pyörimistä rajoittaa kuitenkin "veden kitka" tai viskoosi. Balleriinaefekti näkyy hyvin vesialtaassa, koska vesimolekyylit ovat kiinnittyneet toisiinsa niin löysästi, että sisäosat voivat pyöriä nopeammin kuin ulko-osat. Efekti näkyy huomattavasti huonommin jähmeässä, viskoosisessa, nesteessä, kuten mustikkasopassa. Altaan reikää lähestyvä soppaklöntti pyrkii pyörimään nopeammin, mutta takana tuleva hitaammin pyörivä klöntti on kiinnittynyt "viskoosivoimilla" ensimmäiseen ja pyrkii hidastamaan ensimmäisen pyörimistä.

Sprinklerin putki on "ultimatesoppa", joka kiinnittää sisäosat ja ulko-osat täydellisesti toisiinsa. Putken päässä oleva vesiköntti jarruttaa sisempien vesikönttien pyörimistä. Myöhemmin, kun tämä vesiköntti on liikkunut sisäänpäin ja yrittää kiihdyttää putken pyörimistä, se tekee sitä täsmälleen saman verran kuin mitä se aikaisemmin jarrutti.

Balleriina efektiä ei pääse syntymään sprinklerissä.

Vierailija

Jurtala väänsi pitkät sepustukset ballerinaefektistä mikä ei nyt tähän liity lainkaan. Kyse on putken päätyosassa virtaavasta vedestä. Sillä on massaa huomattavasti verrattuna sprinklerin massaan. Kun vettä imetään putkeen se joutuu liikkumaan poikittain pyörimisakseliin nähden ja veden massalla on hitautta kuten kaikella massalla. Koska sprinkler on laakeroitu se ei kykene antamaan vesimassalle riittävää pyöritysmomenttia vaan lähtee itse pyörimään vastakkaiseen suuntaan. Siis hitausvoimat tässäkin viimekädessä tuon pyörimisen aiheuttaa. Kannattaa vaan sovinnolla miettiä noita hitausvoimia niin tämäkin juttu selviää.

Vierailija

Jep.

Sisään imetty vesi todellakin pyrkii pyörittämään sprinkleriä.

Yksinkertaisuuden vuoksi oletetaan, että sprinklerin putki on L- muotoinen. Vesi, joka imettiin sisään, törmää hetken kuluttua L-mutkaan ja pyörittää sprinkleriä vastakkaiseen suuntaan.

Jos istun veneessä ja puhallan lyhyesti (sylkäisen) purjeeseen, vene liikahtaa, kun ilmavirtaus irtoaa suustani, mutta kohta ilma törmää purjeeseen ja pyrkii liikuttamaan venettä saman verran vastakkaiseen suuntaan. Vene pysähtyy.

Vierailija

Noinhan minäkin ensin luulin mutta kun se pyörii. Siksi mietin asian uudelleen ja kyllä siinä se impulssimomentti eli pyörimismäärä säilyy. L-muotoisen putken päässä vesi virtaa ja edustaa tiettyä pyörimismäärää. Jostain on tultava vastakkainen pyörimismäärä ja se saadaan sprinklerin itsensä sekä säteen suuntaisen veden massasta mikä sitten pyörii vastakkaiseen suuntaan. Usko pois. Tuonhan voi vaikka laskemalla todistaa ja laskea pyörimisnopeuden kun tunnetaan veden virtausnopeus ja jätetään virtausvastukset pois laskuista.

Vierailija
korant
Noinhan minäkin ensin luulin mutta kun se pyörii.



No joo...
http://www.youtube.com/watch?v=AxUa6qGd2zQ

Videossa tynnyrissä olevan sprinklerin kautta imetään vettä ja sprinkleri todellakin alkaa pyörimään vastakkaiseen suuntaan kuin puhallettaessa, mutta todella hitaasti.

Mielestäni pyöriminen johtuu koko vesimassaan aiheutuvasta pyörteestä, jonka mukana sprinkleri pyörii. Pistetään lyijykynä kellumaan tiskialtaaseen ja avataan tulppa. Lyijykynä pyörii vesimassan mukana aivan kuten sprinkleri videossa.

Mielestäni alkuperäisessä ongelmassa kysytään pyöriikö sprinkleri vesimassan suhteen ja vastaus tähän kysymykseen on edelleen ei.

PPo
Seuraa 
Viestejä11622
Liittynyt10.12.2008
Jurtala
Kun sprikleri imee "vesiköntin" sisäänsä, vesiköntti pyrkii pyörittämään sprinkleriä, aivan kuten intuitio sanoo. Hieman myöhemmin, samainen köntti törmää kuitenkin L-mutkaan ja tönäisee sprinkleriä saman verran vastakkaiseen suuntaan. Sprinkleri ei jää pyörimään.

Tätä voi havainnollistaa kiinnittämällä lasikuulan kuminauhalla sprinklerin nokkaan. Vedetään lasikuulaa ja sprinkleriä toisistaan ja päästetään irti. Kuminauha vetää sprinkleriä lasikuulaa kohti, mutta pian kuula ja sprinkleri törmäävät ja molemmat pysähtyvät.


Alun pähkäilin kuten sinä mutta jatko on mielestäni seuraava:
Ennenkuin klöntti törmää L- mutkaan ja pysäyttää liikkeen, ehtii sprinkleri pyörähtää vähän. Tämä vähäinen kierto muuttaa hieman veden kulkusuuntaa. Tämän suuntaa muuttavan voiman vastavoima kohdistuu L:n vaakasakaran yläpintaan. Tällä voimalla on momentti L:n mutkan suhteen. Tämä vähäinen momentti riittää pyörittämään sprinkleriä, jos kitka laakereissa on riittävän pieni. Samaten käy lasikuulalle. Ennenkuin se törmää mutkaan se ehti törmätä putken seinämään sprinklerin pyörimisen vuoksi.
Tuntuuko uskottavalta.

Sivut

Uusimmat

Suosituimmat