Springen naar inhoud

[natuurkunde]Communicerende vaten: snelheid bepalen voor evenwicht


  • Log in om te kunnen reageren

#1

kaketoe

    kaketoe


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 18 februari 2011 - 12:59

Beste allen,

Ik zit met volgende situatie:

Ik heb 2 buffervat. Het eerste buffervat bevat een vloeistof, massadichtheid 1,3 g/l.
Een deel van die vloeistof moet van vat 1 naar vat 2.
Dit gebeurt door de 2 vaten met elkaar te verbinden door middel van een slang van 50 mm binnendiameter.
Uit ervaring weet ik dat 30 seconden voldoende is om genoeg vloeistof te hebben in het 2e vat.
De hoogte in het 1e vat is 4m (van de grond tot niveau vloeistof).
Beide vaten zijn open (contact met de atmosfeer)

Ik zou graag berekenen hoeveel volume na een halve minuut verzet is (dus, hoeveel liter er in vat 2 zit)
Ik zou ook graag berekenen aan welke snelheid de vloeistof van het ene naar het andere vat loopt.

Zie ook schets in bijlage.

Alvast bedankt voor de hulp.

Bijgevoegde Bestanden


Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.

#2

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 februari 2011 - 12:23

Te weinig gegevens.
Lengte van slang en aantal bochten en hun radius zijn onbekend.
Aantal en type afsluiters is onbekend.
Alle maten van buffertanks zijn onbekend.
Vloeistofniveaus in buffertanks zijn onbekend.
Hydrogen economy is a Hype.

#3

kaketoe

    kaketoe


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2011 - 17:14

Te weinig gegevens.
Lengte van slang en aantal bochten en hun radius zijn onbekend.
Aantal en type afsluiters is onbekend.
Alle maten van buffertanks zijn onbekend.
Vloeistofniveaus in buffertanks zijn onbekend.


De ontbrekende gegevens:

Geen bochten, enkel flexibel van 50 mm diameter binnen. Lengte 5 meter.
2 afsluiters: vlinderkleppen.
Vloeistof niveau in tank 1: 4 meter boven grondoppervlak of 2.77 meter van onderaan in de tank (dus uitgang tank zit op 1,23 meter van de grond)
Vloeistof niveau in tank 2: 0, er zit niets in, uitgang 1,23 meter boven het grondvlak.

Afmetingen tank, zie plan bijlage.

Bijgevoegde Bestanden


#4

In physics I trust

    In physics I trust


  • >5k berichten
  • 7384 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 19 februari 2011 - 17:19

Dit onderwerp past beter in het huiswerkforum en is daarom verplaatst.
"C++ : Where friends have access to your private members." — Gavin Russell Baker.

#5

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 februari 2011 - 18:00

@kaketoe
Is dit inderdaad een school- of stagevraagstuk?

Er zijn nog een paar ontbrekende gegevens:
- wat is de viscositeit van de vloeistof?
- hoeveel liter moet van vat 1 naar vat 2 stromen?
Hydrogen economy is a Hype.

#6

kaketoe

    kaketoe


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 19 februari 2011 - 18:29

Dit is geen schoolvraagstuk. Dit is werk-gerelateerd.

Viscositeit zal rond de 1000 zijn.
Ik weet niet hoeveel liter er van vat 1 naar vat 2 stroomt. Dat is juist 1 van de vragen. Ik weet dat uit ervaring dat 30 seconden laten stromen mij een goed resultaat geeft. Daarom wil ik weten hoeveel volume of kg dat is. Iets dat meetbaar is.

Veranderd door kaketoe, 19 februari 2011 - 18:30


#7

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 19 februari 2011 - 19:01

Viscositeit zal rond de 1000 zijn.

Is dat in centiStokes of centiPoise of wellicht een andere eenheid zoals SUS ?

Ik dacht eigenlijk dat je wilde proberen om die 30 seconden theoretisch te onderbouwen.
Het moet toch eenvoudig zijn om na 30 seconden het niveau in vat 1 of vat 2 te meten en zodoende te berekenen hoeveel liter er verplaatst is?
Hydrogen economy is a Hype.

#8

kaketoe

    kaketoe


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 februari 2011 - 21:42

viscositeit 1000 mPa s

Ik kan de hoogte niet meten in het vat, omdat het helemaal afgesloten is.
Hoe weet ik dan hoeveel er in het eerste vat zit? Wel, dat is een afgemeten hoeveelheid die er in gaat. Daarvan ben ik zeker: 6500 liter.

#9

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 20 februari 2011 - 22:12

Welke vloeistof is dit met massadichtheid 1,3 gr/l? Water is toch 1 kg/l.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

#10

Jan van de Velde

    Jan van de Velde


  • >5k berichten
  • 44872 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 20 februari 2011 - 22:20

terugverplaatst naar thermodynamica en stromingsleer
ALS WIJ JE GEHOLPEN HEBBEN....
help ons dan eiwitten vouwen, en help mee ziekten als kanker en zo te bestrijden in de vrije tijd van je chip...
http://www.wetenscha...showtopic=59270

#11

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 20 februari 2011 - 22:25

Ik denk dat ge ook oppervlak vaten nodig hebt. Daarnaast is het debiet ook niet constant.Daarnaast is na het overlopen de potentiŽle energie constant gebleven.

Veranderd door kotje, 20 februari 2011 - 22:28

Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

#12

kaketoe

    kaketoe


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 februari 2011 - 22:32

Ik denk dat ge ook oppervlak vaten nodig hebt. Daarnaast is het debiet ook niet constant.Daarnaast is na het overlopen de potentiŽle energie constant gebleven.


oppervlakte kan berekend worden uit tekening. Diameter is 2.15 meter

#13

kotje

    kotje


  • >1k berichten
  • 3330 berichten
  • Verbannen

Geplaatst op 20 februari 2011 - 22:40

Hoe ge dit berekent uit de fig. is mij een raadsel. Mijn vraag welk soort vloeistof het is, is nog niet beantwoordt.
Volgens mijn verstand kan er niets bestaan en toch bestaat dit alles?

#14

kaketoe

    kaketoe


  • 0 - 25 berichten
  • 19 berichten
  • Gebruiker

Geplaatst op 20 februari 2011 - 22:42

Hoe ge dit berekent uit de fig. is mij een raadsel. Mijn vraag welk soort vloeistof het is, is nog niet beantwoordt.

dit maakt volgens niets uit voor de oplossing van deze vraag: suikeroplossing

op de figuur staat oa wat de diameter is van de tank en de hoogte van de conus.

Veranderd door kaketoe, 20 februari 2011 - 22:45


#15

Fred F.

    Fred F.


  • >1k berichten
  • 4168 berichten
  • Pluimdrager

Geplaatst op 21 februari 2011 - 17:32

De theoretische stroomsnelheid in de slang zal bij die hoge viscositeit ongeveer 0,5 m/s zijn, wat resulteert in een debiet van ongeveer 1 L/s.
Gedurende 30 seconden zal er dus (theoretisch) niet meer dan 30 liter verplaatst worden.

Bedoel je echt 30 seconden of moet dat 30 minuten zijn?

Omdat met die hoge viscositeit de stroming laminair zal zijn kan men de snelheid berekenen met de
Wet van Hagen-Poiseuille: Δp = 32.μ.v.L/d2

en bovendien geldt dat Δp = ρ.g.(h1-h2)

dus v = ρ.g.d2.(h1-h2)/(32.μ.L)

waarin:
ρ = vloeistof dichtheid, 1300 kg/m3
g = versnelling van de zwaartekracht, 9,81 m/s2
d = inwendige diameter leiding, 0,050 m
h1 en h2 = vloeistofhoogte in vat 1 respectievelijk vat 2, m
μ = dynamische viscositeit, 1,0 Pa.s
L = leidinglengte (inclusief toeslag voor weerstanden), zeg 5,5 m
Δp = drukverschil, Pa

Merk op dat v zťťr sterk afhangt van de viscositeit.

Naar verloop van tijd daalt h1 en stijgt h2 en dus neemt v steeds verder af.
Hydrogen economy is a Hype.





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures