Water op helling
timo stelde deze vraag op 04 december 2023 om 08:28. Dag allen,
Wie kan mij verder helpen?
Zodra je wilt berekenen bij welke helling een voorwerp naar beneden glijdt, moet je de zwaartekracht ontbinden in een component parallel aan de helling een een component loodrecht op de helling. Vervolgens zodra het parallele component groter is dan de wrijvingskracht, zal het voorwerp naar beneden glijden, toch?
Maar nu zit ik met een soortgelijk probleem alleen dan met een vloeistof. Ik heb een leiding waarbij ik wil dat het water na gebruik van de leiding niet hierin blijft staan. Echter wil ik graag een zo'n licht mogelijke helling. Maar hoe kan ik deze helling berekenen? Of kan ik er vanuit gaan dat bij een helling van 1 graad, het water al naar beneden stroomt?
Reacties
Theo de Klerk
op
04 december 2023 om 09:28
Je helling omschrijving geldt voor voorwerpen met wrijving: er is een stroefheid tussen voorwerp en helling. Als die er niet is (gladde helling) dan glij je naar beneden door de zwaartekracht en is er geen tegenkracht (wrijving).
Een vloeistof gedraagt zich min of meer als zodanig. Verschillende laagjes schuiven over elkaar, alleen het contactvlak met de helling voorkomt dat de onderste laag (paar moleculen dik) kan glijden. Dat heet laminaire stroming.
De viscociteit (stroperigheid) van de vloeistof bepaalt hoe de laagjes onderling wrijven. Bij water is bijna geen wrijving, bij olie meer en bij honing veel en teer nog meer.
Die stroperigheid bepaalt hoeveel kracht de zwaartekracht moet leveren (hoe schuin de helling) om de vloeistof te laten zakken.
Voor water zal een kleine helling al ruim voldoende zijn. Altijd zal er een laagje zijn dat op de helling ligt en niet beweegt.
Een vloeistof gedraagt zich min of meer als zodanig. Verschillende laagjes schuiven over elkaar, alleen het contactvlak met de helling voorkomt dat de onderste laag (paar moleculen dik) kan glijden. Dat heet laminaire stroming.
De viscociteit (stroperigheid) van de vloeistof bepaalt hoe de laagjes onderling wrijven. Bij water is bijna geen wrijving, bij olie meer en bij honing veel en teer nog meer.
Die stroperigheid bepaalt hoeveel kracht de zwaartekracht moet leveren (hoe schuin de helling) om de vloeistof te laten zakken.
Voor water zal een kleine helling al ruim voldoende zijn. Altijd zal er een laagje zijn dat op de helling ligt en niet beweegt.
timo
op
04 december 2023 om 09:48
Bedankt Theo.
Wellicht dat je me ook met de volgende vraag kan helpen?
Ik heb namelijk een bepaalde druk op het water in de leiding. De leiding zal van staal zijn en ik vroeg mezelf af hoe ik de minimaal benodigde dikte van de leiding kan bepalen zodat deze de inwendigde druk met gemak aan kan. Het zal hoogstwaarschijnlijk iets te maken hebben met de spanning die ontstaat door de druk en de maximaal toelaatbare spanning van het materiaal, maar zodra ik deze bepaald heb weet ik eigenlijk niet hoe ik vervolgens de dikte kan bepalen.
Alvast bedankt.
Met vriendelijke groet,
Timo
Wellicht dat je me ook met de volgende vraag kan helpen?
Ik heb namelijk een bepaalde druk op het water in de leiding. De leiding zal van staal zijn en ik vroeg mezelf af hoe ik de minimaal benodigde dikte van de leiding kan bepalen zodat deze de inwendigde druk met gemak aan kan. Het zal hoogstwaarschijnlijk iets te maken hebben met de spanning die ontstaat door de druk en de maximaal toelaatbare spanning van het materiaal, maar zodra ik deze bepaald heb weet ik eigenlijk niet hoe ik vervolgens de dikte kan bepalen.
Alvast bedankt.
Met vriendelijke groet,
Timo
Theo de Klerk
op
04 december 2023 om 10:23
De druk oefent een kracht uit op de buiswand (druk = kracht per oppervlakte-eenheid). De kracht zal proberen de buis te doen uitzetten en scheuren. Iets wat bevriezend water in een leiding door uitzetting en toenemende druk uitstekend kan: gesprongen leiding. Die druk zal bepalen wanneer je leiding dat niet kan weerstaan. Daarom wordt bij leidingen ook vaak een maximum druk aangegeven die veilig is.
Theoretisch dien je de uitzettingswetten te gebruiken (rek/trek spanning (=druk) = elasticiteits(materiaal)constante x relatieve uitzetting : σ = E ε) en te weten wanneer deze uitzetting niet meer elastisch is (scheurt). Dikte speelt dan weinig rol maar praktisch wel omdat met dikte de kracht per oppervlakte naar buiten toe afneemt. Maar na scheurtjes aan de binnenkant neemt die druk naar buiten toe en is het compleet scheuren een kwestie van tijd - jaren soms, vaak (veel) korter.
Ik zou gaan voor pijpen die gecertificeerd geschikt zijn om de te verwachten druk te kunnen weerstaan.
Theoretisch dien je de uitzettingswetten te gebruiken (rek/trek spanning (=druk) = elasticiteits(materiaal)constante x relatieve uitzetting : σ = E ε) en te weten wanneer deze uitzetting niet meer elastisch is (scheurt). Dikte speelt dan weinig rol maar praktisch wel omdat met dikte de kracht per oppervlakte naar buiten toe afneemt. Maar na scheurtjes aan de binnenkant neemt die druk naar buiten toe en is het compleet scheuren een kwestie van tijd - jaren soms, vaak (veel) korter.
Ik zou gaan voor pijpen die gecertificeerd geschikt zijn om de te verwachten druk te kunnen weerstaan.
timo
op
04 december 2023 om 10:35
Dan ga ik dat doen.
Bedankt voor uw hulp en nog een fijne dag gewenst!
Groet,
Timo
Bedankt voor uw hulp en nog een fijne dag gewenst!
Groet,
Timo