pretok vode ter sila na kroglico

[sniper]

Živjo!

Prosim vas če bi mi lahko pomagali pri izračunu, ki ga rabim doma, ker bi rad naredil neko mehansko loputo za zapiranje vode.

Imam cev po kateri teče voda s hitrostjo 1,25 m/s. V to cev bom namestil na sredino kovinsko kroglico polmera 3cm in na njo pritrdil tanko vrvico. Zanima me, kakšna sila bo delovala na to kroglico ?

[Aniviller]

Zelo odvisno od širine cevi. Če se kroglica prilega cevi, potem že tako vpliva na tok, da tisti podatek o hitrosti ni več v redu, glavni prispevek je pa tlak pri "zamašitvi". Če je kroglica majhna v primerjavi s cevjo, potem greš lepo po kvadratnem zakonu upora (0.5*c*rho*v^2). V vmesnih variantah tudi lahko oceniš na podoben način, s tem da imaš že spremembe toka okrog kroglice. Malo več informacij daj, pa bo.

[sniper]

kroglica je majhna v primerjavi z premerom cevi, cev ima notranji premer okoli 320mm

[*=X]

fi320? bo to domaca hidro-elektrarna

[sniper]

fi320? bo to domaca hidro-elektrarna

točno za to gre elektrarna laufa že preko 20 let sedaj pa bi rad naredil loputo, ki zapre vodo v primeru, da je pretok prevelik

[Aniviller]

Aha!
Malo me skrbi da bi bila turbulenca v cevi taka, da bi že konkretno premetavala kroglico. Sicer pa lahko lepo kvadratni zakon upora uporabiš, ker je Reynoldsovo število veliko in tok ni viskozen:
\(F=\frac12 c \rho S v^2\approx1.04{\,\rm N}\)
pri tem je c za kroglico 0.47, S je presek kroglice (krog!).