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

[tempelier]

Het is mijn vak niet, maar mij lijkt dit.
Neem een volmaakt afvoerputje met een volmaakte omgeving.
(putje en omgeving zijn dan een omwettelings vlak)
Laat er niet als te veel water in de bak staan.
 
Laat op afstand 2R alle water op de zelfde manier naar het putje lopen.
Dan is er op afstand R een probleem, daar zou de dichtheid met een factor 2 moeten toenemen, maar bij water is dat zo goed als onmogelijk.
Dit effect wordt steeds sterker naarmate het putje nadert.
 
De symmetrie moet dus worden doorbroken, dat geeft turbulentie  en dan is  de draaiende afvoer niet ver weg.

 
Dit vat ik helaas niet 

Wil het vliegwiel (rotatie) snelheid verminderen dan moet het draai impuls kwijt.
De enige die dat kan opnemen is de aarde waar het vliegwiel op staat te draaien.
 
PS.
Toen het vliegwiel aan de gang werd gebracht kwam die draaiing waarschijnlijk ook uit de aarde.

[Marko]

Het is mijn vak niet, maar mij lijkt dit.
Neem een volmaakt afvoerputje met een volmaakte omgeving.
(putje en omgeving zijn dan een omwettelings vlak)
Laat er niet als te veel water in de bak staan.
 
Laat op afstand 2R alle water op de zelfde manier naar het putje lopen.
Dan is er op afstand R een probleem, daar zou de dichtheid met een factor 2 moeten toenemen, maar bij water is dat zo goed als onmogelijk.

 
Nee hoor, geen probleem. Net als bij stroming door een kanaal is het effect dat de lineaire snelheid toeneemt als de diameter van het kanaal afneemt.

[Xilvo]

Laat op afstand 2R alle water op de zelfde manier naar het putje lopen.
Dan is er op afstand R een probleem, daar zou de dichtheid met een factor 2 moeten toenemen, maar bij water is dat zo goed als onmogelijk.
Dit effect wordt steeds sterker naarmate het putje nadert.
 
De symmetrie moet dus worden doorbroken, dat geeft turbulentie  en dan is  de draaiende afvoer niet ver weg.

 
 
Dat lijkt op wat ik in #3 schreef: "Zonder kolk moet het water richting afvoerputje flink versnellen. Om een constant debiet te krijgen v_radiaal  ∝ 1/r, eigenlijk nog iets sterker omdat het waterniveau richting putje moet zakken om die versnelling aan te drijven."
 
Er zal inderdaad snel turbulentie ontstaan, afhankelijk van Re. Maar voor draaiing, een kolk, wat draait dan de andere kant op, als het totale impulsmoment nul moet blijven?

Wil het vliegwiel (rotatie) snelheid verminderen dan moet het draai impuls kwijt.
De enige die dat kan opnemen is de aarde waar het vliegwiel op staat te draaien.

 
Op die manier. Maar er is meer in het heelal waar impulsmoment mee uitgewisseld kan worden dan de aarde.

[Rik Speybrouck]

 
Dit vat ik helaas niet 

ik heb ooit eens gelezen over een proef waarbij een zo perfect mogelijk vat in de vorm van een halve bol werd gebouwd. Daarna vol met water laten lopen en dagen later rusten tot alles tot stilstand is gekomen dat men dan een licht afwijking kan zien tgv van de coreoliskrachten. Ik was er niet bij dus ik zeg maar wat ik gelezen heb.

[Xilvo]

@Rik Speybrouck
 
Dat ben ik ook wel eens tegengekomen maar het effect van die corioliskracht schijnt op dit soort schaal heel lastig experimenteel aan te tonen te zijn.
 
Ik zie overigens niet hoe dit een reactie op mijn opmerking is - en verder dreigen we weer van de oorspronkelijke vraag van Professor Puntje af te dwalen.

[tempelier]

 
Nee hoor, geen probleem. Net als bij stroming door een kanaal is het effect dat de lineaire snelheid toeneemt als de diameter van het kanaal afneemt.

Daarvoor is wel druk nodig om het versnellen te realiseren.
Blijft zo dat de moleculen dan moeten worden gehergroepeerd moeten worden.
Dat geeft zijdelingse snelheden op de snelheid naar het middelpunt.
 
De stroming is dus alles behalve<b> </b>laminair, maar zal hier en daar turbulent worden.
Het is een beetje vergelijkbaar met een  laminaire vloeistof stroming in een buis, dat gaat nooit helemaal goed.

[Xilvo]

Druk(-verschil) krijg je door een gradiënt in de waterhoogte.
 
Al of niet laminair zal afhangen van de waarde van Re.
 

Het is een beetje vergelijkbaar met een  laminaire vloeistof stroming in een buis, dat gaat nooit helemaal goed.

 
Wat gaat dan niet goed?

[tempelier]

Op die manier. Maar er is meer in het heelal waar impulsmoment mee uitgewisseld kan worden dan de aarde.

De praktijk zal toch wel de aarde zijn, met de zon uitwisselen lijkt me uitermate lastig en als het lukt is het waarschijnlijk niet waar te nemen.

[Professor Puntje]

Ik zie overigens niet hoe dit een reactie op mijn opmerking is - en verder dreigen we weer van de oorspronkelijke vraag van Professor Puntje af te dwalen.

 
Juist - vriendelijk verzoek om voor discussie over de oorzaak en richting van de draaikolk een ander topic te openen. Ik vreesde al dat dit topic zo zou ontsporen....

[Marko]

 
 
Dat lijkt op wat ik in #3 schreef: "Zonder kolk moet het water richting afvoerputje flink versnellen. Om een constant debiet te krijgen v_radiaal  ∝ 1/r, eigenlijk nog iets sterker omdat het waterniveau richting putje moet zakken om die versnelling aan te drijven."
 
Er zal inderdaad snel turbulentie ontstaan, afhankelijk van Re. Maar voor draaiing, een kolk, wat draait dan de andere kant op, als het totale impulsmoment nul moet blijven?

 
Op die manier. Maar er is meer in het heelal waar impulsmoment mee uitgewisseld kan worden dan de aarde.

 
Zeker. Maar beschouwen we een leeglopend vat op het aardoppervlak, waarin een draaikolk is ontstaan, dan heeft dat ontstaan van die draaikolk een effect op het impulsmoment op de Aarde, omdat dat vat in contact staat met het aardoppervlak.
 
Misschien ook aardig in dit verband:
 

 
https://xkcd.com/162/

[Xilvo]

Altijd leuk, xkcd. Maar zoek de  fout!
 
..en we dwalen weer af...

[Rik Speybrouck]

 
Juist - vriendelijk verzoek om voor discussie over de oorzaak en richting van de draaikolk een ander topic te openen. Ik vreesde al dat dit topic zo zou ontsporen....

ik dacht dat we tot een oplossing waren gekomen in die zin dat de langere aflooptijd te wijten is aan het feit dat de afloop een beetje wordt afgeblokt door de onderkant van de draaikolk wanneer hij over de afloop raakt.

[tempelier]

Druk(-verschil) krijg je door een gradiënt in de waterhoogte.
 
Al of niet laminair zal afhangen van de waarde van Re.
 
 
Wat gaat dan niet goed?

De buiten bocht is nu eenmaal langer dan de binnen bocht.
 
Kun je goed zien bij muziekkorpsen die een afslag maken, dat moet geleerd worden om dat ordelijk te talen verlopen.
De muziekkanten nemen een grotere afstand van elkaar in de buitenbocht als die in de binnen bocht.
Dit gaat echter niet met watermoleculen.
 
PS.
Ik denk dat in een stervormig stroommedium gewoon geen laminaire stroming mogelijk is.
Het Reynolds getal is ook van toepassing op een rechte buis die overal even dik is.

[Xilvo]

Voor discussies hierover die buiten het bestek van dit draadje vallen:
https://www.wetenschapsforum.nl/index.php/topic/208212-hoe-loopt-een-gootsteen-leeg-en-waarom-ontstaat-er-al-of-niet-een-draaikolk/

[Professor Puntje]

ik dacht dat we tot een oplossing waren gekomen in die zin dat de langere aflooptijd te wijten is aan het feit dat de afloop een beetje wordt afgeblokt door de onderkant van de draaikolk wanneer hij over de afloop raakt.

 
Wil je daar een schetsje van plaatsen? Ik begrijp niet goed wat je bedoelt....