Nelle imprese, così come negli appartamenti e nelle case in generale, gran numero acqua. I numeri sono enormi, ma possono dire altro oltre al fatto di una certa spesa? Sì, possono. Vale a dire, il flusso d'acqua può aiutare a calcolare il diametro del tubo. Questi sono parametri apparentemente non correlati, ma in realtà la relazione è ovvia.
Dopotutto, la portata di un sistema di approvvigionamento idrico dipende da molti fattori. Un posto significativo in questo elenco è occupato dal diametro dei tubi e dalla pressione nel sistema. Esaminiamo questo problema più in profondità.
Fattori che influenzano il passaggio dell'acqua attraverso un tubo
Il flusso dell'acqua attraverso un tubo tondo con un foro dipende dalla dimensione di questo foro. Quindi, più è grande, più è più acqua passerà attraverso il tubo in un certo periodo di tempo. Tuttavia, non dimenticare la pressione. Dopotutto, puoi fare un esempio. Una colonna lunga un metro spingerà l'acqua attraverso un foro di un centimetro in un tempo molto inferiore per unità di tempo rispetto a una colonna alta diverse decine di metri. Questo è ovvio. Pertanto, il flusso d'acqua raggiungerà il suo massimo alla massima sezione interna del prodotto, nonché alla massima pressione.
Calcolo del diametro
Se è necessario ottenere una determinata portata d'acqua all'uscita del sistema di approvvigionamento idrico, non si può fare a meno di calcolare il diametro del tubo. Dopotutto, questo indicatore, insieme agli altri, influenza l'indicatore larghezza di banda.
Naturalmente, ci sono tabelle speciali disponibili su Internet e nella letteratura specializzata che consentono di aggirare i calcoli, concentrandosi su determinati parametri. Tuttavia, non dovresti aspettarti un'elevata precisione da tali dati; l'errore sarà comunque presente, anche se si prendono in considerazione tutti i fattori. Pertanto, il modo migliore per ottenere risultati accurati è eseguire i propri calcoli.
Per fare ciò avrai bisogno dei seguenti dati:
- Consumo consumo di acqua.
- Perdita di pressione dal punto sorgente al punto di consumo.
Non è necessario calcolare il consumo di acqua: esiste uno standard digitale. Puoi prendere i dati sul mixer, che indica che vengono consumati circa 0,25 litri al secondo. Questa cifra può essere utilizzata per i calcoli.
Un parametro importante per ottenere dati accurati è la perdita di pressione nell'area. Come è noto, la pressione nei montanti standard dell'approvvigionamento idrico varia da 1 a 0,6 atmosfere. Media– 1,5-3 atm. Il parametro dipende dal numero di piani della casa. Ma questo non significa che più alta è la casa, maggiore è la pressione nel sistema. Molto edifici alti(più di 16 piani) talvolta l'impianto è suddiviso in piani per normalizzare la pressione.
Per quanto riguarda le perdite di carico, questo valore può essere calcolato utilizzando manometri nel punto sorgente e prima del punto di consumo.
Se, tuttavia, conoscenza e pazienza per autocalcolo non è sufficiente, è possibile utilizzare dati tabulari. E anche se presentano determinati errori, i dati saranno sufficientemente accurati per determinate condizioni. E poi sarà molto semplice e veloce determinare il diametro del tubo in base alla portata dell'acqua. Ciò significa che il sistema di approvvigionamento idrico verrà calcolato correttamente, il che ti consentirà di ottenere una quantità di liquido tale da soddisfare le tue esigenze.
Imprese e edifici residenziali consumare grandi quantità di acqua. Questi indicatori digitali diventano non solo la prova di un valore specifico che indica il consumo.
Inoltre, aiutano a determinare il diametro dell'assortimento di tubi. Molte persone credono che sia impossibile calcolare il flusso d’acqua in base al diametro del tubo e alla pressione, poiché questi concetti non sono completamente correlati.
Ma la pratica ha dimostrato che non è così. Le capacità di rendimento della rete di approvvigionamento idrico dipendono da molti indicatori e il primo in questo elenco sarà il diametro dell'assortimento di tubi e la pressione nella rete principale.
Si consiglia di eseguire tutti i calcoli in fase di progettazione della costruzione della pipeline, poiché i dati ottenuti determinano i parametri chiave non solo delle condotte domestiche, ma anche industriali. Tutto questo sarà discusso ulteriormente.
Calcolatrice per il calcolo dell'acqua online
ATTENZIONE! 1 kgf/cm2 = 1 atmosfera; 10 m di colonna d'acqua = 1 kgf/cm2 = 1 atm; 5 m di colonna d'acqua = 0,5 kgf/cm2 e = 0,5 atm, ecc. I numeri frazionari vengono inseriti tramite un punto (ad esempio: 3,5 e non 3,5)
Inserisci i parametri per il calcolo:
Quali fattori influenzano la permeabilità del liquido attraverso una tubazione?
I criteri che influenzano l'indicatore descritto costituiscono un ampio elenco. Eccone alcuni.
- Il diametro interno della tubazione.
- La velocità del flusso, che dipende dalla pressione nella linea.
- Materiale prelevato per la produzione dell'assortimento di tubi.
La portata dell'acqua all'uscita della rete principale è determinata dal diametro del tubo, perché questa caratteristica, insieme ad altre, influisce sulla portata dell'impianto. Inoltre, quando si calcola la quantità di fluido consumato, non si può escludere lo spessore della parete, che viene determinato in base alla pressione interna prevista.
Si potrebbe anche sostenere che la definizione di “geometria del tubo” non è influenzata solo dalla lunghezza della rete. E la sezione trasversale, la pressione e altri fattori svolgono un ruolo molto importante.
Inoltre, alcuni parametri del sistema hanno un effetto indiretto anziché diretto sulla portata. Ciò include la viscosità e la temperatura del mezzo pompato.
Riassumendo, possiamo dire che la determinazione della produttività consente di determinare con precisione il tipo ottimale di materiale per la costruzione del sistema e di scegliere la tecnologia utilizzata per il suo assemblaggio. In caso contrario, la rete non funzionerà in modo efficiente e richiederà frequenti riparazioni di emergenza.
Calcolo del consumo di acqua da diametro tubo tondo, dipende da questo misurare. Di conseguenza, su una sezione più ampia, verrà eseguito un movimento in un certo periodo di tempo Di più liquidi. Ma quando si eseguono i calcoli e si tiene conto del diametro, non si può ignorare la pressione.
Se consideriamo questo calcolo per esempio specifico, si scopre che attraverso un tubo lungo un metro attraverso un foro di 1 cm passerà meno liquido in un certo periodo di tempo che attraverso una tubazione che raggiunge un'altezza di un paio di decine di metri. Questo è naturale, perché la maggior parte alto livello il consumo di acqua nel sito raggiungerà al massimo i valori massimi ipertensione nella rete e ai massimi livelli del suo volume.
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Calcoli della sezione secondo SNIP 2.04.01-85
Prima di tutto, devi capire che il calcolo del diametro di un canale sotterraneo è un processo ingegneristico complesso. Ciò richiederà conoscenze speciali. Ma quando si esegue la costruzione domestica di un canale sotterraneo, i calcoli idraulici della sezione trasversale vengono spesso eseguiti in modo indipendente.
Questo tipo di calcolo progettuale della velocità del flusso per un canale sotterraneo può essere effettuato in due modi. Il primo sono i dati tabulari. Ma, passando alle tabelle, è necessario conoscere non solo il numero esatto di rubinetti, ma anche i contenitori per la raccolta dell'acqua (vasche, lavandini) e altre cose.
Solo se disponi di queste informazioni sul sistema di canali sotterranei, puoi utilizzare le tabelle fornite da SNIP 2.04.01-85. Vengono utilizzati per determinare il volume dell'acqua in base alla circonferenza del tubo. Ecco una di queste tabelle:
Volume esterno dell'assortimento di tubi (mm)
Quantità approssimativa di acqua ottenuta in litri al minuto
Quantità approssimativa di acqua, calcolata in m3 all'ora
Se ti concentri sugli standard SNIP, puoi vedere quanto segue: il volume giornaliero di acqua consumato da una persona non supera i 60 litri. Ciò a condizione che la casa non sia dotata di acqua corrente e, in una situazione con alloggi confortevoli, questo volume aumenta fino a 200 litri.
Chiaramente, questi dati sul volume che mostrano il consumo sono interessanti come informazioni, ma uno specialista della conduttura dovrà determinare dati completamente diversi: si tratta del volume (in mm) e della pressione interna nella linea. Questo non è sempre reperibile nella tabella. E le formule ti aiutano a scoprire queste informazioni in modo più accurato.
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È già chiaro che le dimensioni della sezione trasversale del sistema influiscono sul calcolo idraulico dei consumi. Per i calcoli domestici, viene utilizzata la formula del flusso d'acqua, che aiuta a ottenere il risultato tenendo conto della pressione e del diametro del tubo prodotto. Ecco la formula:
Formula per il calcolo: q = π×d²/4 ×V
Nella formula: q mostra il consumo di acqua. Si calcola in litri. d è la dimensione della sezione del tubo, è espressa in centimetri. E V nella formula è una designazione per la velocità di movimento del flusso, è mostrata in metri al secondo.
Se la rete idrica è alimentata da torre dell'acqua, senza l'ulteriore intervento della pompa d'iniezione, la velocità del flusso è di circa 0,7 - 1,9 m/s. Se colleghi un dispositivo di pompaggio, il passaporto contiene informazioni sul coefficiente creato pressione e la velocità di movimento del flusso d'acqua.
Questa formula non è l'unica. Ce ne sono molti altri. Possono essere facilmente trovati su Internet.
Oltre alla formula presentata, va notato che le pareti interne dei prodotti per tubi hanno un enorme impatto sulla funzionalità del sistema. Quindi, ad esempio, prodotti in plastica differire superficie liscia rispetto alle loro controparti in acciaio.
Per questi motivi il coefficiente di resistenza della plastica è notevolmente inferiore. Inoltre, questi materiali non sono influenzati dalle formazioni corrosive, che hanno anche un influenza positiva sulla capacità della rete idrica.
Determinazione della perdita di carico
Il calcolo del passaggio dell'acqua non viene effettuato solo dal diametro del tubo, ma viene calcolato mediante caduta di pressione. Le perdite possono essere calcolate utilizzando formule speciali. Quali formule utilizzare, ognuno lo deciderà da solo. Per calcolare i valori richiesti, è possibile utilizzare varie opzioni. L'unico soluzione universale questa domanda non esiste.
Ma prima di tutto è necessario ricordare che il gioco interno del passaggio di una struttura in plastica e metallo-plastica non cambierà dopo vent'anni di servizio. E il lume interno del passaggio struttura metallica diventeranno meno nel tempo.
E questo comporterà la perdita di alcuni parametri. Di conseguenza, la velocità dell'acqua nel tubo in tali strutture sarà diversa, poiché in alcune situazioni il diametro della nuova e della vecchia rete sarà notevolmente diverso. Anche il valore di resistenza nella linea sarà diverso.
Inoltre, prima di calcolare i parametri necessari per il passaggio del liquido, è necessario tenere conto che la perdita di portata dell'acqua di alimentazione è associata al numero di giri, raccordi, transizioni di volume e alla presenza valvole di intercettazione e forza di attrito. Inoltre, tutto ciò nel calcolo della portata deve essere effettuato dopo un'attenta preparazione e misurazione.
Calcolo del consumo di acqua metodi semplici non facile da realizzare. Ma se incontri la minima difficoltà, puoi sempre rivolgerti agli specialisti per chiedere aiuto. Quindi puoi contare sul fatto che la rete idrica o di riscaldamento installata funzionerà con la massima efficienza.
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Perché sono necessari tali calcoli?
Quando si elabora un piano per la costruzione grande casetta con più bagni, albergo privato, organizzazione sistema antincendio, è molto importante avere informazioni più o meno precise sulla capacità di trasporto della tubazione esistente, tenendo conto del suo diametro e della pressione nell'impianto. Si tratta di fluttuazioni di pressione durante i picchi di consumo di acqua: tali fenomeni incidono seriamente sulla qualità dei servizi forniti.
Inoltre, se l'approvvigionamento idrico non è dotato di contatori dell'acqua, quando si pagano i servizi di pubblica utilità, il cosiddetto. "pervietà del tubo". In questo caso, la questione delle tariffe applicate in questo caso sorge in modo abbastanza logico.
È importante capire che la seconda opzione non si applica ai locali privati (appartamenti e villette), dove, in assenza di contatori, vengono presi in considerazione nel calcolo del pagamento norme sanitarie: normalmente fino a 360 l/giorno per persona.
Cosa determina la permeabilità di un tubo?
Cosa determina la portata dell'acqua in un tubo tondo? Si ha l'impressione che trovare la risposta non dovrebbe essere difficile: maggiore è la sezione del tubo, maggiore è il volume d'acqua in cui può passare certo tempo. Allo stesso tempo, viene ricordata anche la pressione, poiché maggiore è la colonna d'acqua, più velocemente l'acqua verrà forzata all'interno della comunicazione. Tuttavia, la pratica dimostra che questi non sono tutti i fattori che influenzano il consumo di acqua.
Oltre a questi occorre tenere conto anche dei seguenti punti:
- Lunghezza del tubo. All'aumentare della sua lunghezza, l'acqua sfrega contro le sue pareti in modo più forte, il che porta ad un rallentamento del flusso. Infatti, all'inizio del sistema, l'acqua è influenzata esclusivamente dalla pressione, ma è anche importante quanto velocemente le porzioni successive abbiano l'opportunità di entrare in comunicazione. La frenatura all'interno del tubo raggiunge spesso valori elevati.
- Il consumo di acqua dipende dal diametro in una misura molto più complessa di quanto sembri a prima vista. Quando il diametro del tubo è piccolo, le pareti resistono al flusso d'acqua in modo molto maggiore rispetto ai sistemi più spessi. Di conseguenza, al diminuire del diametro del tubo, diminuisce il suo beneficio in termini di rapporto tra la velocità del flusso dell’acqua e l’area interna su una sezione di lunghezza fissa. Per dirla semplicemente, una tubazione spessa trasporta l’acqua molto più velocemente di una sottile.
- Materiale di fabbricazione. Un altro punto importante, che influenza direttamente la velocità del movimento dell'acqua attraverso il tubo. Ad esempio, il propilene liscio favorisce lo scorrimento dell'acqua in misura molto maggiore rispetto alle pareti in acciaio grezzo.
- Durata del servizio. Con il passare del tempo, i tubi dell'acqua in acciaio sviluppano ruggine. Inoltre, per l'acciaio, come per la ghisa, è tipico accumularsi gradualmente depositi calcarei. La resistenza al flusso d'acqua dei tubi con depositi è molto superiore a quella dei nuovi prodotti in acciaio: questa differenza talvolta arriva fino a 200 volte. Inoltre, la crescita eccessiva del tubo porta ad una diminuzione del suo diametro: anche se non si tiene conto dell'aumento dell'attrito, la sua permeabilità diminuisce chiaramente. È anche importante notare che i prodotti in plastica e metallo-plastica non presentano tali problemi: anche dopo decenni di uso intensivo, il loro livello di resistenza ai flussi d'acqua rimane al livello originale.
- Disponibilità di giri, raccordi, adattatori, valvole contribuisce a un'ulteriore inibizione dei flussi d'acqua.
Tutti i fattori di cui sopra devono essere presi in considerazione, perché stiamo parlando non su alcuni piccoli errori, ma su una grave differenza di più volte. In conclusione possiamo dire che una semplice determinazione del diametro del tubo in base al flusso d'acqua è difficilmente possibile.
Nuova possibilità di calcolare il consumo di acqua
Se l'acqua viene utilizzata tramite un rubinetto, ciò semplifica notevolmente il compito. La cosa principale in questo caso è che la dimensione del foro di deflusso dell'acqua sia molto più piccola del diametro del tubo dell'acqua. In questo caso vale la formula per calcolare l’acqua sulla sezione di un tubo Torricelli v^2=2gh, dove v è la velocità del flusso attraverso un piccolo foro, g è l’accelerazione di caduta libera e h è la altezza della colonna d'acqua sopra il rubinetto (un foro di sezione trasversale s, per unità di tempo, lascia passare il volume d'acqua s*v). È importante ricordare che il termine “sezione” viene utilizzato non per indicare il diametro, ma la sua area. Per calcolarlo, utilizzare la formula pi*r^2.
Se la colonna d'acqua ha un'altezza di 10 metri e il foro ha un diametro di 0,01 m, il flusso d'acqua attraverso il tubo alla pressione di un'atmosfera viene calcolato come segue: v^2=2*9,78*10=195,6. Dopo l'estrazione radice quadrata esce v=13.98570698963767. Dopo aver arrotondato per ottenere una cifra di velocità più semplice, il risultato è 14 m/s. La sezione trasversale di un foro di diametro 0,01 m si calcola come segue: 3,14159265*0,01^2=0,000314159265 m2. Alla fine si scopre che flusso massimo l'acqua attraverso il tubo corrisponde a 0,000314159265*14=0,00439822971 m3/s (poco meno di 4,5 litri di acqua/secondo). Come si può vedere, in in questo caso Calcolare l'acqua attraverso la sezione trasversale di un tubo è abbastanza semplice. Sono inoltre disponibili gratuitamente tabelle speciali che indicano il consumo di acqua per i prodotti idraulici più diffusi, con un valore minimo del diametro del tubo dell'acqua.
Come puoi già capire, l'universale modo semplice non è possibile calcolare il diametro della tubazione in base al flusso d'acqua. Tuttavia, puoi comunque ricavare determinati indicatori per te stesso. Ciò è particolarmente vero se il sistema è in plastica o tubi metallo-plastici e il consumo di acqua viene effettuato da rubinetti con una piccola sezione di uscita. In alcuni casi, questo metodo di calcolo è applicabile a sistemi in acciaio, ma parliamo soprattutto di nuove condotte idriche che non si sono ancora ricoperte di depositi interni alle pareti.
Per installare correttamente la struttura di approvvigionamento idrico, quando si inizia a sviluppare e pianificare il sistema, è necessario calcolare il flusso d'acqua attraverso il tubo.
I parametri di base del sistema di approvvigionamento idrico domestico dipendono dai dati ottenuti.
In questo articolo, i lettori potranno conoscere le tecniche di base che li aiuteranno a calcolare autonomamente il proprio sistema idraulico.
Lo scopo del calcolo del diametro di una tubazione in base alla portata: Determinazione del diametro e della sezione trasversale della tubazione in base ai dati sulla portata e sulla velocità del movimento longitudinale dell'acqua.
È abbastanza difficile eseguire un calcolo del genere. È necessario tenere conto di molte sfumature relative ai dati tecnici ed economici. Questi parametri sono interconnessi. Il diametro della tubazione dipende dal tipo di liquido che verrà pompato al suo interno.
Se si aumenta la velocità del flusso è possibile ridurre il diametro del tubo. Il consumo di materiale diminuirà automaticamente. Sarà molto più semplice installare un sistema del genere e il costo del lavoro diminuirà.
Tuttavia, un aumento del movimento del flusso causerà perdite di pressione, che richiedono la creazione di energia aggiuntiva per il pompaggio. Se lo riduci troppo, potrebbero verificarsi conseguenze indesiderate.
Quando si progetta una tubazione, nella maggior parte dei casi, la portata dell'acqua viene immediatamente specificata. Due quantità rimangono sconosciute:
- Diametro del tubo;
- Portata.
È molto difficile fare un calcolo tecnico ed economico completo. Ciò richiede conoscenze ingegneristiche adeguate e molto tempo. Per rendere questo compito più semplice durante il calcolo diametro richiesto tubi, utilizzare materiali di riferimento. Danno significati migliore velocità flussi ottenuti sperimentalmente.
Finale formula di calcolo Per diametro ottimale la pipeline si presenta così:
d = √(4Q/Πw)
Q – portata del liquido pompato, m3/s
d – diametro della tubazione, m
w – velocità del flusso, m/s
Velocità del fluido adeguata, a seconda del tipo di tubazione
Prima di tutto, tengono conto costi minimi, senza il quale è impossibile pompare liquidi. Inoltre, bisogna considerare il costo del gasdotto.
Quando si effettuano i calcoli, è necessario ricordare sempre i limiti di velocità del mezzo in movimento. In alcuni casi, la dimensione della conduttura principale deve soddisfare i requisiti stabiliti nel processo tecnologico.
Le dimensioni della tubazione sono influenzate anche da eventuali picchi di pressione.
Quando vengono effettuati i calcoli preliminari, le variazioni di pressione non vengono prese in considerazione. La progettazione di una pipeline di processo si basa sulla velocità consentita.
Quando si verificano cambiamenti nella direzione del movimento nella tubazione in fase di progettazione, la superficie del tubo inizia a subire danni alta pressione, diretto perpendicolarmente al movimento del flusso.
Questo aumento è associato a diversi indicatori:
- Velocità del fluido;
- Densità;
- Pressione iniziale (prevalenza).
Inoltre la velocità è sempre inversamente proporzionale al diametro del tubo. Questo è il motivo per cui richiedono fluidi ad alta velocità scelta giusta configurazioni, selezione competente delle dimensioni della tubazione.
Ad esempio, se viene pompato acido solforico, la velocità è limitata ad un valore che non provochi erosione sulle pareti delle curve del tubo. Di conseguenza, la struttura del tubo non verrà mai danneggiata.
Velocità dell'acqua nella formula della conduttura
La portata volumetrica V (60m³/ora o 60/3600m³/sec) è calcolata come il prodotto della velocità del flusso w e della sezione trasversale del tubo S (e la sezione trasversale a sua volta è calcolata come S=3,14 d² /4): V = 3,14 w d²/4. Da qui otteniamo w = 4V/(3,14 d²). Non dimenticare di convertire il diametro da millimetri a metri, ovvero il diametro sarà 0,159 m.
Formula del consumo di acqua
IN caso generale La metodologia per misurare il flusso d'acqua nei fiumi e nelle condotte si basa su una forma semplificata dell'equazione di continuità per fluidi incomprimibili:
Flusso dell'acqua attraverso il tavolo dei tubi
Flusso contro pressione
Non esiste una tale dipendenza del flusso del fluido dalla pressione, ma piuttosto dalla caduta di pressione. La formula è semplice. Esiste un'equazione generalmente accettata per la caduta di pressione quando il fluido scorre in un tubo Δp = (λL/d) ρw²/2, λ è il coefficiente di attrito (cercato in base alla velocità e al diametro del tubo utilizzando grafici o formule corrispondenti) , L è la lunghezza del tubo, d è il suo diametro, ρ è la densità del liquido, w è la velocità. Esiste invece una definizione di portata G = ρwπd²/4. Esprimiamo la velocità da questa formula, la sostituiamo nella prima equazione e troviamo la dipendenza dalla portata G = π SQRT(Δp d^5/λ/L)/4, SQRT è la radice quadrata.
Il coefficiente di attrito si trova mediante selezione. Innanzitutto, imposti un certo valore della velocità del fluido dalla torcia e determini il numero di Reynolds Re=ρwd/μ, dove μ è la viscosità dinamica del fluido (non confonderla con la viscosità cinematica, sono cose diverse). Secondo Reynolds, stai cercando valori di coefficiente di attrito λ = 64/Re per la modalità laminare e λ = 1/(1,82 logRe - 1,64)² per la modalità turbolenta (qui log è il logaritmo decimale). E prendi il valore più alto. Dopo aver trovato il flusso e la velocità del fluido, dovrai ripetere nuovamente l'intero calcolo con un nuovo coefficiente di attrito. E ripeti questo ricalcolo finché il valore di velocità specificato per determinare il coefficiente di attrito non coincide, entro un certo errore, con il valore che trovi dal calcolo.
Movimento del fluido attraverso i tubi.
Dipendenza della pressione del fluido dalla sua portata
Flusso di fluido stazionario. Equazione di continuità
Consideriamo il caso in cui un fluido non viscoso scorre attraverso un tubo cilindrico orizzontale di sezione variabile.
Si chiama il flusso del fluido stazionario, se in ogni punto dello spazio occupato dal liquido, la sua velocità non cambia nel tempo. In un flusso costante, volumi uguali di liquido vengono trasferiti attraverso qualsiasi sezione trasversale di un tubo in periodi di tempo uguali.
I liquidi sono praticamente incomprimibile, cioè possiamo supporre che una data massa di liquido abbia sempre un volume costante. Pertanto passano gli stessi volumi di liquido diverse sezioni tubo significa che la velocità del flusso del fluido dipende dalla sezione trasversale del tubo.
Lascia che le velocità del fluido stazionario fluiscano attraverso le sezioni di tubo S1 e S2 siano uguali rispettivamente a v1 e v2. Il volume di liquido che scorre durante un periodo di tempo t attraverso la sezione S1 è pari a V1=S1v1t, e il volume di liquido che scorre attraverso la sezione S2 nello stesso tempo è pari a V2=S2v2t. Dall'uguaglianza V1=V2 segue che
Viene chiamata la relazione (1). equazione di continuità. Da ciò consegue che
Quindi, in un flusso di fluido stazionario, la velocità di movimento delle sue particelle attraverso diverse sezioni trasversali del tubo è inversamente proporzionale alle aree di queste sezioni.
Pressione in un fluido in movimento. La legge di Bernoulli
Un aumento della velocità del flusso del fluido quando ci si sposta da una sezione del tubo con area più ampia sezione trasversale in una sezione di tubo con un'area di sezione trasversale più piccola significa che il fluido si muove con accelerazione.
Secondo la seconda legge di Newton l'accelerazione è causata dalla forza. Questa forza in questo caso è la differenza delle forze di pressione che agiscono sul liquido che scorre nelle parti larghe e strette del tubo. Pertanto nella parte larga del tubo la pressione del fluido deve essere maggiore che nella parte stretta. Questo può essere osservato direttamente attraverso l’esperienza. Nella fig. È mostrato che in sezioni di diverse sezioni trasversali S1 e S2, tubi manometrici sono inseriti nel tubo attraverso il quale scorre il liquido.
Come mostrano le osservazioni, il livello del liquido nel tubo di pressione nella sezione S1 del tubo è più alto che nella sezione S2. Di conseguenza, la pressione in un fluido che scorre attraverso una sezione con area maggiore S1 è maggiore della pressione in un fluido che scorre attraverso una sezione con area minore S2. Quindi, durante il flusso stazionario del fluido, nei punti in cui la velocità del flusso è inferiore, la pressione nel liquido è maggiore e, al contrario, dove la velocità del flusso è maggiore, la pressione nel liquido è inferiore. Bernoulli fu il primo a giungere a questa conclusione, da qui il nome di questa legge La legge di Bernoulli.
Suddivisione della risoluzione dei problemi:
COMPITO 1. L'acqua scorre in un tubo orizzontale di sezione variabile. La velocità del flusso nella parte larga del tubo è di 20 cm/s. Determina la velocità del flusso d'acqua nella parte stretta del tubo, il cui diametro è 1,5 volte inferiore al diametro della parte larga.
COMPITO 2. Un liquido scorre in un tubo orizzontale di sezione pari a 20 cm2. In un punto il tubo presenta un restringimento con una sezione trasversale di 12 cm2. La differenza nei livelli del liquido nei tubi manometrici installati nelle parti larghe e strette del tubo è di 8 cm. Determinare la portata volumetrica del liquido in 1 s.
COMPITO 3. Al pistone della siringa, posizionato orizzontalmente, viene applicata una forza di 15 N. Determinare la velocità del flusso dell'acqua dalla punta della siringa se l'area del pistone è di 12 cm2.