Естественные науки

При разветвлении трубы на две, при чём разного диаметра, чему будет равна скорость потока воздуха в этих трубах?

Известны диаметр (d) трубы до разветвления, расход (L) и соответственно скорость (V) потока воздуха в ней, а также диаметры выходных труб d1 и d2.
Все задачи на гидравлику решаются одинаковым образом: по равенству гидросопротивлений. В точке разветвления давление одинаково для обоих труб, в точке выхода труб в атмосферу оно также одинаково. Значит, перепад давления в трубах тоже одинаков. Таким образом, появляются два уравнения (равенство гидросопротивлений и равенство суммы расходов общему расходу) и два неизвестных (расходы в трубах) . Составляем систему уравнений и решаем.
G1 + G2 = G, где G1 и G2 - расходы (величиной L обозначают обычно длину, а не расход) . Или
v1 d1² + v2 d2² = V D², где v1 и v2 - скорости в выходных трубах, V - скорость в подводящей трубе.

(λ 1 L1/d1 + 0.5) ρ v1² /2 = (λ 2 L2/d2 + 0.5) ρ v2² /2 где λ - коэффициент трения, ищется по справочникам или соответствующим формулам в зависимости от скорости и числа Рейнольдса, L - длина труб. Строго говоря, коэффициенты трения будут различны для труб из-за разных скоростей. Считать скорости одинаковыми, как о том пишет Кобра, можно лишь в случае, если диаметры и длины труб слабо отличаются друг от друга. Если же они отличаются сильно, тогда надо считать последовательными приближениями. Задаёте одну скорость, рассчитываете вторую из уравнения расходов, находите коэффициенты сопротивлений и проверяете сходимость второго уравнения. Если левая и правая его части будут сильно отличаться, корректируете скорость в нужную сторону и весь расчёт повторяете заново.

Слагаемое 0.5 - это местное сопротивление на выходе воздуха из трубы. Если оно значительно больше сопротивления трения (а это вы узнаете лишь после того, как сделаете первый цикл расчёта) , тогда трением можно будет пренебречь и расчёт сильно упростится.
АГ
Алексей Гуляев
68 408
Лучший ответ
Поток разделится пропорционально квадрату диаметров. Скорость после разветвления в обоих трубах будет одинакова. И Vнов/V=d^2/(d1^2+d2^2). По закону сохранения массы))
Даже если ты ни бум-бум в аэродинамике, то вспомни хотя бы электротехнику: в параллельных проводниках ток делится пропорционально их проводимостям.

Подставь вместо тока свой расход, а вместо проводимости - площадь сечения.
Мария Песцова
Мария Песцова
70 424

Похожие вопросы