Vallende regendruppel
Marcel stelde deze vraag op 27 januari 2015 om 17:58.Hallo,
Met coach 6 proberen wij een model van een vallende regendruppel te maken, daarin hebben we de afstand t.o.v. de tijd gemoddeleerd en het effect van de luchtwrijving. Het laatste wat we aan ons model willen toevoegen is het effect van de warmte die vrijkomt bij de verdamping, maar wij weten niet goed waar we moeten beginnen.
We willen dus weten welke formules we aan ons model moeten toevoegen om de verdamping van de druppel te berekenen.
Modelvenster links:
Fz = m * g
Fres = Fz + Fw
a = Fres / m
dv = a * dt
v := v + dv
dx := v * dt
x := x + dx
t := t + dt
A = 3,14159265359 * r^2
Fw = 0,5 * p * Cw * A * v^2
Als x<0 Dan Stop Eindals
Modelvenster rechts:
m = 3,0 * 10^-5 'kg
g = -9,81 'm/s
x := 4000 'm
dt = 0,2
r = 0,0015 'm
p = 1,293 'kg/m^3
Cw = 0,5
De constante waarden die we hebben gevonden zijn gemiddelden, wij hebben toestemming gekregen om die te gebruiken van onze docent. Het model werkt tot nu toe naar behoren, we kunnen het effect van de wrijving dus zien op de snelheid. Nu alleen het effect van de warmte nog op de grootte van de druppel, Wie O Wie kan ons daarbij helpen?
Mvg, Marcel en Niels
Reacties
Als jullie met "effect van de warmte" deze dampdrukeffecten bedoelen, dan zit je in de juiste richting (maar moet je helaas allerlei Binas tabellen gaan raadplegen - mij is geen simpele formule bekend die de dampdruk direct aan de temperatuur koppelt en daarmee hoogte van de luchtlaag). Door de wrijving zal de druppel niet noemenswaard opwarmen en bij verdampen gaat energie in de damp zitten en zal de rest van de druppel afkoelen. Zo werkt ook een hygroscoop met een droge en natte bol.
als je het mij vraagt is hier geen (zinnig) beginnen aan: ten eerste zul je de omstandigheden in de luchtlagen waar de druppel doorheen valt laag voor laag moeten gaan vaststellen, en dan afhankelijk van die omstandigheden een verdampingssnelheid (in kg per m² druppeloppervlak per seconde) gaan vaststellen. onderweg beïnvloeden zowel de omgevingstemperatuur als de verdamping de temperatuur van de druppel.
En dat kun je natuurlijk allemaal wel gaan modelleren, maar dat model gaat nooit op ook maar enigszins redelijke wijze de werkelijkheid benaderen omdat je de omstandigheden onderweg nooit enigszins realistisch in je model gaat krijgen.
Ongetwijfeld heeft het KNMI wel dergelijke modellen (vast en zeker "getweakt" op basis van jaren meten en waarnemen op luchtlaagcondities en grootte van regendruppels) want anders zouden de dagelijkse regenhoeveelheidsvoorspellingen er vast nog wel verder naast zitten dan ze nu al doen.
Wie weet is er iemand op het KNMI die je hier eens wat realistische ideeën over aan de hand kan doen? Als die er komen, dan zouden wij hier ook wel benieuwd zijn naar een kijk op dit verdampingsvraagstuk.
Groet, Jan
