Springen naar inhoud

Laplacedruk en surface tension forces


  • Log in om te kunnen reageren

#1

forumask

    forumask


  • >250 berichten
  • 273 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 oktober 2013 - 16:55

Hallo,

Ik ben een beetje in de war welke krachten ik in rekening moet brengen als je bv een krachtenbalans opstelt waarbij vloeistoffen betrokken zijn.

Bijvoorbeeld, je hebt twee vlakke platen waartussen een vloeistof brug zit. Stel dat deze vloeistof brug een perfecte cylindervorm heeft, dus de contacthoek tussen de vloeistof en de platen is 90 . Via de vgl van Laplace bereken ik het verschil in druk tussen de druk buiten de vloeistoffilm en de druk erbinnen. Dit geeft P_in =P_out + y/Rwaarbij R de straal van de cilinder is en y de opp.spanning.
Dit zou zogezegd resulteren in een kracht F= (P_in-P_out)*pi*R^2= y*pi*R
In een oefening die ik heb moeten maken, zeggen ze dat deze kracht verticaal wijst, maar waarom?

Bovendien hebben ze nog een tweede kracht in rekening gebracht door de oppervlaktespanning y, nl F=2*pi*R*y. Dit is een kracht door de oppspanning en vermits de vloeistoffilm een contacthoek van 0 heeft met de lucht, wijst deze ook verticaal.
Ik moest de nettokracht berekenen, maar ik heb totaal geen idee in welke richting deze krachten werken.... Kan iemand mij hierin wegwijs maken, want in de oefening deden ze F= y*pi*R-2y*pi*R. Maar als de druk binnenin groter is dan wijst de eerste term toch naar boven en als je een doorsnede maakt van de watercilinder en je behoudt het onderste deel, dan staat je oppervlaktespanning toch ook vericaal naar boven te trekken dus zijn ze beide toch in dezelfde richting aan het werken?

Als je de capillaire opvoerhoogte berekent bekom je h=2ycos(theta)/(r*rho*g). Maar als ik net zoals hierboven een krachten balans doe kom ik iets anders uit, nl de krachg van de druk wijst naar beneden want bv voor water is de druk lager vanbinnen.
Delta_P= 2cos(theta)/R .de resulterende drukkracht is 2cos(theta)*pi*R De krachten van de oppervlaktespanning op de meniscus wijst naar boven F= 2*pi*R*y en de kracht van gravitatie wijst naar beneden dus F= rho*g*h*pi*R^2. Als je de krachtenbalans maakt, kom je niet dezelfde uitdrukking voor h uit..want om die uitdrukking te bekomen is niet met de kracht van de oppspanning rekening gehouden, waaromhier niet en hierboven wel?

In de tweede alinea moet delta_P=2y*cos(theta)/R zijn

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

#2

forumask

    forumask


  • >250 berichten
  • 273 berichten
  • Ervaren gebruiker

Geplaatst op 26 oktober 2013 - 17:31

Nog een correctie: in de 2e alinea moet ook de oppspanning nog vermenigvuldigd worden met cos(theta) en in de eerste alinea worden gravitationele effecten verwaarloosd

#3

rwwh

    rwwh


  • >5k berichten
  • 6847 berichten
  • Moderator

Geplaatst op 27 oktober 2013 - 19:03

Oei, zonder een plaatje is het moeilijk te volgen, hoor!

Volgens mij wijst een kracht ten gevolge van een druk altijd in alle richtingen. Maar als je een cilindervorminge vertikale waterkolom hebt, zullen alle horizontale krachten elkaar wel opheffen. Helpt dat?





0 gebruiker(s) lezen dit onderwerp

0 leden, 0 bezoekers, 0 anonieme gebruikers

Ook adverteren op onze website? Lees hier meer!

Gesponsorde vacatures

Vacatures