dag Hans,

Ik neem aan dat die uitstroombuizen verticaal onder die bakken hangen?

Wat denk je zelf overigens, en waarom?

Groet, Jan 

Beste Jan,

Snelle reactie.

Ik denk zelf dat de lengte van de buizen/de hoogte verschillen er niet toe doen.

De opening is bij beiden gelijk. De totale waterdruk is hetzelfde. Er is dus geen drukverschil onder aan beide buizen (zoals wel bij een gesloten kolom/watertorenmodel).

Er is sprake van een 'vrije val' van het water die bij beide modellen hetzelfde. Alleen de totale waterdruk is relevant en de opening van de bakken. DIe zijn gelijk.

Dus A. en B. stromen even snel leeg.

Groet,

Hans

Dag Hans,

 Twee punten uit je redenering:

 De totale waterdruk is hetzelfde. Er is dusgeen drukverschil onder aan beide buizen (zoals wel bij een gesloten kolom/watertorenmodel).

 Toch wel. De totale waterkolom boven de werkelijke uitstroomopening (de monding van de buis) is bij jouw bak B 50 cm langer. Dat scheelt ongeveer 0,05 atmosfeer in druk. Het maakt daarbij niet uit of dat water stilstaat in een gesloten systeem of stroomt (gezien het feit dat we de stromingsweerstand verwaarlozen)

 Er is sprake van een 'vrije val' van het water die bij beide modellen hetzelfde is.

 Hier kunnen we helaas niet om stromings(weerstand)verschijnselen heen. Water in de bak staat nagenoeg stil, en moet dan gaan versnellen. Dat wil zeggen dat water bovenin zo'n straal minder snel zal zijn dan water dat al een tijdje aan het vallen is. Eenmaal uit de pijp kun je dat goed zien: de straal wordt namelijk smaller naar beneden toe. (Probeer maar aan de -liefst niet schuimende- waterkraan thuis).

De waterstraal in de valpijp kan lager in de pijp niet sneller gaan dan hoger, want dan blijft de pijp niet gevuld. Door de cohesie tussen watermoleculen onderling trekt het lagere water zo het hogere water mee.

Samenvattend: De bak met de langere pijp zal wel degelijk eerder leeg zijn.

Wat denk je?

Groet, Jan

Hallo Jan,

Je verklaring lijkt logisch. Van de watercohesie had ik ook een remmend effect verwacht. Die zal er ook wel zijn, maar het netto -totaal zal dan in het voordeel zijn van de uitstroom. 

Gezien de geringe diameter en lengteverschil van de buizen verwacht ik dan geen spectalulair verschil en dat zal nog minder zijn bij buizen die diagonaal of horizontaal van de bak weglopen of zelfs nihil omdat de bovenwaartse druk dan gelijk is in beide situaties.

Groet,

Hans

Dag Hans,

Ook bij diagonaal geplaatste uitstroombuizen zou ik er van uitgaan dat in het algemeen de snelste uitstroom plaatsvindt als het hoogteverschil tussen vloeistofoppervlak in de bak en het uitstroompunt het grootst is. Voor (bijna) horizontale uitstroombuizen (en dus geringe hoogteverschillen) zou in de praktijk de kortere buis beter moeten werken, omdat dan de grotere stromingsweerstand in de langere buis een duidelijke rol zou moeten gaan spelen, en het hoogtevoordeel opheffen.

Groet, Jan 

Is de redenatie wel correct? Het water voor bak A is al na 50 cm vallen op bestemming, voor bak B pas na 100 cm - alle condities zijn verder gelijk.

Langere reisduur naar bak B. Als A begint te vullen moet B nog even wachten op de eerste druppels

Gaat viscositeit ook nog tellen bij smalle uitlaatpijpen, dan is de volume-uitstroom (m³/s) volgens Poisseuille evenredig met

πR⁴(P₁ - P₂)  / 8ηL

waarbij identieke pijpen voor het drukverschil boven/onder se soortelijke massa maal lengte van de pijp geldt (ΔP = ρL) zodat de verhouding van uitstroomsnelheid tussen beide pijpen dan wordt (R en η voor beiden hetzelfde)

V_A/V_B = L_B/L_A  dus V_A > V_B  omdat L_B > L_A waardoor bak A sneller gevuld zal raken.