Przez zwężkę o średnicy D = 0,2 m, d = 0,05 m przepływa woda o temperaturze t = 50 C. Obliczyć jakie ciśnienie musi panować w przekroju 1-1, aby w przekroju 2-2 nie wystąpiło zjawisko kawitacji, gdy strumień objętości wynosi Q = 0,08 m³/s.
Wiem tylko tyle, że aby nie wystąpiło zjawisko kawitacji ciśnienie musi być znacznie większe od ciśnienia nasycenia. Do zadania trzeba skorzystać z równania Bernoullego. Proszę o wytłumaczenie co po kolei się robi.
R=D/2=0,1 m; r=d/2=0,025 m;Q=0,08 m^3/s
ciśnienie pary wodnej nasyconej
dla t=50 C p=12328,55 Pa
równanie strugi Bernoullego
p+ρv^2/2+ρgh=const
ρ-gęstość=1000 kg/m^3
przepływ poziomy czyli dgh=0 h-zmiana poziomu strugi
p1+ρv1^2/2=p2+ρv2^2/2
obliczam prędkość przepływu
Q=Sv
v1=Q/S1= 0,08/π*0,1^2=2,55 m/s
v2=Q/S2= 0,08/π*0,025^2=40,74m/s
obliczam dopuszczalne ciśnienie p1
p2=12328,55 Pa
p1=p2+ρv2^2/2-ρv1^2/2
p1=p2+ρ(Q/S2)^2/2-ρ(Q/S1)^2/2
P1=P2
p1=p2+(ρQ^2/π^2r^4)/2-(ρQ^2/π^2R^4)/2
p1=p2+(ρQ^2/2π^2)(1/r^4-1/R^4)
p1= 12328,55+(1000*0,08^2/2*π^2)*(1/0,025^4-1/0,1^4)=839109,4 Pa
a bez tego tasiemca dla sprawdzenia
p1= 12328,55+1000*40,74^2/2-1000*2,55^2/2=838951,1 Pa
p1<839 kPa=0,84 Mpa=8,4 bara