Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Moderator: physicalattraction

Gebruikersavatar
Berichten: 4.122

Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Als je de gootsteen laat leeg lopen ontstaat er wel of geen draaikolk. Je kunt ook zelf een draaikolk starten door even in het water te roeren. Nu lijkt het erop alsof de gootsteen sneller leeg loopt met een draaikolk dan zonder draaikolk. Is dat ook zo, en zo ja waarom?
 
Let op: Het gaat mij niet om de vraag waarom er wel of niet een draaikolk ontstaat, en ook niet om de draairichting van die draaiklok. Daar over is heel veel te zeggen, maar dat is hier niet aan de orde. 
 

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Gebruikersavatar
Berichten: 438

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Professor Puntje schreef: Als je de gootsteen laat leeg lopen ontstaat er wel of geen draaikolk. Je kunt ook zelf een draaikolk starten door even in het water te roeren. Nu lijkt het erop alsof de gootsteen sneller leeg loopt met een draaikolk dan zonder draaikolk. Is dat ook zo, en zo ja waarom?
 
Let op: Het gaat mij niet om de vraag waarom er wel of niet een draaikolk ontstaat, en ook niet om de draairichting van die draaiklok. Daar over is heel veel te zeggen, maar dat is hier niet aan de orde. 
 
Wanneer je een fles met water omgekeerd en leeg laat lopen terwijl je er een draai aan geeft tijdens het lopen zal ze zeker vlugger leeglopen als wanneer je er geen draai aan geeft. Door het water te laten draaien krijg je onderaan de fles een gat waarlangs de lucht beter de fles kan binnendringen. Zal wel vergelijkbaar zijn

Gebruikersavatar
Berichten: 1.530

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Leuke vraag!
 
Heb je het geprobeerd? 
Lijkt me nog lastig een kolk te voorkomen.
 
Zonder kolk moet het water richting afvoerputje flink versnellen. Om een constant debiet te krijgen vradiaal  ∝ 1/r, eigenlijk nog iets sterker omdat het waterniveau richting putje moet zakken om die versnelling aan te drijven.
 
Hoe dat mèt kolk precies zit zie ik nog niet.

@Rik Speybrouck
 
Dat speelt bij een fles zeker een rol, omdat er lucht naar binnen moet.
Bij een afvoer van een gootsteen lijkt me dat geen rol te spelen.

Gebruikersavatar
Berichten: 4.122

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Ik heb het zelf niet nagemeten, ik ben meer een theoreticus. Het zou fijn zijn als de wat handiger gebruikers hier de experimentele kant van de zaak voor hun rekening nemen. ;)

Gebruikersavatar
Berichten: 1.530

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Een eenvoudige poging, met en zonder een radiaal schotje vanaf het putje om draaiing te blokkeren, liet geen verschil in tijd zien.

Gebruikersavatar
Berichten: 4.122

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Xilvo schreef: Een eenvoudige poging, met en zonder een radiaal schotje vanaf het putje om draaiing te blokkeren, liet geen verschil in tijd zien.
 
Misschien berust de indruk van het sneller leeglopen wel op een psychologisch effect doordat je de zichtbare draaikolk associeert met snel stromen en dus (?) ook snel leeglopen.
 
Energetisch gezien zou de draaibeweging juist ten koste moeten gaan van de verticale uitstroomsnelheid... :?

Gebruikersavatar
Berichten: 1.530

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Professor Puntje schreef:  
Misschien berust de indruk van het sneller leeglopen wel op een psychologisch effect doordat je de zichtbare draaikolk associeert met snel stromen en dus (?) ook snel leeglopen.
 
Dat zou me niet verbazen.
 
Daarnaast, de centrifugale kracht door het kolken is van het putje af gericht. 
Daarmee zou je kunnen argumenteren dat een draaikolk juist voor een langzamere leegloopsnelheid zorgt.

Berichten: 11.457

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Rik Speybrouck schreef: Wanneer je een fles met water omgekeerd en leeg laat lopen terwijl je er een draai aan geeft tijdens het lopen zal ze zeker vlugger leeglopen als wanneer je er geen draai aan geeft. Door het water te laten draaien krijg je onderaan de fles een gat waarlangs de lucht beter de fles kan binnendringen. Zal wel vergelijkbaar zijn
 
Dat is niet vergelijkbaar: als je een fles leeggiet dan moet je de vrijgekomen ruimte vullen met lucht. Dat gaat makkelijker als er een gaatje is, dus met een draaikolk giet je een fles sneller leeg. Onder een hoek houden zodat er lucht in kan stromen is ook sneller dan domweg ondersteboven houden. 
 
Maar bij een gootsteen spelen die kwesties niet, er is atmosfeer boven het water en dat hoeft niet door een beperkte opening aangevuld te worden. 
 
Ik denk dat bij een gangbare gootsteen de beperkende factor die diameter van de afvoerpijp is, en dan met name de zwanenhals. Helaas heb ik geen losse gootsteen bij de hand om het even te testen met een emmer eronder, maar ik vermoed dat het aanzienlijk rapper gaat als je alleen het open putje hebt, zonder zwanenhals of afvoerpijp eronder. 
Victory through technology


Gebruikersavatar
Berichten: 438

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Ik heb op basis van mijn formules in bijlage een berekening gemaakt voor de afloop van een bolvormig vat met kenmerken op blz 1. (volledig vol). De afloop zal theoretisch berekend 7358,35 seconden duren. Bij de opbouw van de formules wordt gebruikt gemaakt van de wetten van Bernouilli en Torricelli. Wanneer bij de leegloop een vortex ontstaat in het vat zal de leegloop langer duren doordat de effectieve cross sectional oppervlakte gaat dalen door de aanwezigheid van de vortex. De vortex vorming kan naar het schijnt tegengewerkt worden door de onderkant van het vat schuin te zetten, anders gezegd een schuine vloer in het vat
Bijlagen
DSCN00531.JPG
DSCN00531.JPG (83.56 KiB) 295 keer bekeken
DSCN00521.JPG
DSCN00521.JPG (84.06 KiB) 295 keer bekeken
DSCN00511.JPG
DSCN00511.JPG (88.13 KiB) 295 keer bekeken

Gebruikersavatar
Berichten: 438

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

kleine verduidelijking het gaat wel degelijk om de cross sectional opp. van de afloop zodat deze niet meer tegen 100% rendeert.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.530

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Hoe groot is de uitstroomopening onderin het vat? Dat zie ik zo snel niet staan.
 
Blijkbaar wel zeer klein, gezien de tijd van meer dan twee uur.

Gebruikersavatar
Berichten: 438

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Xilvo schreef: Hoe groot is de uitstroomopening onderin het vat? Dat zie ik zo snel niet staan.
straal van 0.50cm

Gebruikersavatar
Berichten: 1.530

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Weet je het zeker? Ik heb het niet nagerekend maar dat lijkt me bijzonder lang voor zo'n toch wel grote opening, met diameter van een cm.
Of zit de meeste tijd in het allerlaatste stukje waar de hoogte dus het drukverschil nagenoeg nul is?

Gebruikersavatar
Berichten: 1.530

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Ik kom op hetzelfde resultaat, beginnend met een geheel gevulde bol.
 
Beetje tegen mijn intuïtie, al is het volume van een bol met een diameter van bijna anderhalve meter natuurlijk ook niet niks...

Gebruikersavatar
Berichten: 438

Re: Wanneer loopt de gootsteen sneller leeg: met of zonder draaikolk?

Xilvo schreef: Ik kom op hetzelfde resultaat, beginnend met een geheel gevulde bol.
 
Beetje tegen mijn intuïtie, al is het volume van een bol met een diameter van bijna anderhalve meter natuurlijk ook niet niks...
Stel je laat van de volle bol 20 cm bovenaan weglopen dan duurt dit 215 seconden, 20 cm onderaan duurt al 777 seconden, dit door het verschil in hoogte uiteraard. Wat betreft die vortex zal volgens mij het tijdsverlies optreden wanneer de onderkant van de vortex de afloopt gaat raken en een deel van de afloop gaat blokkeren. De vortex zal ontstaan aan het opp en zo dieper en dieper gaan volgens mij toch ik ben ook geen loodgieter.

Reageer