Negatieve druk Bernoulli

Moderator: physicalattraction

Reageer
Berichten: 7

Negatieve druk Bernoulli

Ik heb een vraag over de Wet van Bernoulli. Ik wil een opstelling gaan maken met een aanvoerbuis en vervolgens een vernauwing, zonder hoogte verschil. Hier zal water doorheen gaan stromen. Volgens het internet luidt de formule dan als volgt:

p1+(1/2)*rho*v1^2 = p2 + (1/2)*rho*v2^2

rho (water) = 997 kg/m3

Ik heb een aanvoersnelheid (v1) van 6,7 m/s. Als door de continuiteitsvergelijking (A1*v1 = A2*v2) blijkt dat door de vernauwing de snelheid na de vernauwing (v2) is 23,5 m/s, krijgt p2 een negatieve waarde.

Nu heb ik mijn grote vriend: 'google' ingeschakeld wat dit zou betekenen aangezien een niet samendrukbare vloeistof niet kleiner dan 0 kan worden. Nu heb ik uit mijn google zoektocht eigenlijk vier verschillende antwoorden gekregen:

Antwoord 1:
De negatieve druk betekent dat de absolute druk in de slang bij punt 2 lager is dan
atmosferisch. Dientengevolge, als een gat in de slang in punt 2 werd geprikt, zou er lucht in komen
slang uit de atmosfeer, in plaats van dat water de lucht in spuit.

Antwoord 2:
De negatieve drukwaarde betekent dat de ingaande pompdruk te laag is voor de flow en de gegeven vernauwing.

Antwoord 3:
Meestal zijn gassen en vloeistoffen niet in staat tot negatieve absolute druk of zelfs nuldruk, dus het is duidelijk dat de vergelijking van Bernoulli ophoudt geldig te zijn voordat nuldruk wordt bereikt. In vloeistoffen - wanneer de druk te laag wordt - treedt cavitatie op.

Antwoord 4:
Het water zal terug willen stromen (lijkt mij het meest onwaarschijnlijk)

Nu is mijn vraag: Wat gebeurt in de praktijk als in de theorie p2 een negatieve waarde heeft?

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Berichten: 7

Re: Negatieve druk Bernoulli

Ik ben vergeten erbij te zetten dat de aanvoerdruk 1,8 bar is en ik uitkom op een negatieve waarde van -0,8 bar.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.724

Re: Negatieve druk Bernoulli

Boeiende vraag. Als je de opstelling werkelijk gaat bouwen zou je kunnen zien wat er gebeurt.
Een eerste probleem is dat de wet in principe alleen geldt voor wrijvingsloze stroming (viscositeit nul) wat in de praktijk niet opgaat.

Antwoord 1
Voor de drukken kun je absolute drukken nemen. Is de druk lager dan de atmosferische, dan zal bij een opening lucht naar binnen gezogen worden. Negatieve drukken zijn niet mogelijk.

Antwoord 2
Bij wrijvingsloze stroming heb je in principe geen pompdruk nodig, zeker niet als de buis na de vernauwing weer even wijd wordt als ervoor.

Antwoord 3
Cavitatie lijkt me onvermijdelijk als de druk te laag wordt (lager dan de dampdruk van water bij de heersende temperatuur)

Antwoord 4
Lijkt me onzin. Na de vernauwing kan de buis weer even wijd worden als ervoor, je krijgt dan een symmetrische situatie. Welke kant zou het water dan op moeten stromen?

Ik zou kiezen voor antwoord 1 & 3.

Berichten: 7

Re: Negatieve druk Bernoulli

Xilvo, bedankt voor je reactie. Ik ga deze opstelling maken en testen, met regelbare diameters zodat ik kan zien wat er gebeurt.

Gebruikersavatar
Berichten: 1.724

Re: Negatieve druk Bernoulli

Laat maar weten wat je vindt met die opstelling!

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 3.892

Re: Negatieve druk Bernoulli

Ik denk dat antwoord 2 het beste is. De stroming is niet laminair, er ontstaat een jet achter de vernauwing. Het simpelste model is dat de turbulentie van de jet het laminaire drukherstel volledig vernietigt. Als de druk in het reservoir achter de vernauwing gelijk is aan de omgevingsdruk (1 bar), dan is de druk in de vernauwing ook 1 bar, en de vereiste druk voor de vernauwing is dan 1 bar + ½ ϱ Δv2.

Berichten: 483

Re: Negatieve druk Bernoulli

Lijkt me gewoon een variant op een venturi-vacuum-pomp zoals deze: https://www.globalspec.com/learnmore/ma ... generators

Dus antwoord 1.

Reageer