Цилиндрическая емкость с вращающейся жидкостью (расчет давления)

[Yamoto 2]

Создаю во Flow simulation среду (обычная вода), которая заполняет всю расчетную область емкости. Добавляю регион вращения.

Вопрос 1: почему у дна показывает неправильно давление (101657.52 Па), должно же быть pgh + атмосферное?

Вопрос 2: как посчитать избыточное давление на стенки емкости, возникающее из-за вращения жидкости?

К сожалению не понял как вставить изображение в сообщение, для большей ясности вопроса.

[Yamoto 2]

7 минут назад, vik_q сказал:

Потому что давление в центре падает. А на стенки - возрастает. Вопрос т.с. - не порвет ли стакан, если мешать пиво излишне интенсивно.

 

Упд. Или речь о том, что все увеличение давления уходит на воронку, и надо просто гидростатику считать с учётом изменения высоты жидкости?

Получается, что да ) Мы пиво мешаем в банке. И вопрос в том, какие давления будут на стенки банки, если она наполнена на 100%, ну или около того.

Изменено 6 июня 2023 пользователем Yamoto

[vik_q 138]

3 минуты назад, Fedor сказал:

Возникает второе движение из-за того, что образуется воронка и снаружи столб воды больше чем в центре.  Это второе движение и сгоняет тяжелые частицы в центр. 

Ну а если воронка не образуется то и такого движения не будет...  

Может просто тяжёлые частицы имеют меньшую угловую скорость из за сопротивления, и на них действует меньшая центробежная? Тогда их отжимает давлением к центру. А частицы жидкости во вращающейся цилиндрической СК неподвижны, т.к. в равновесии.

[Fedor 1 597]

Чем тяжелее тем больше центробежная сила при вращении ... :) 

[vik_q 138]

9 минут назад, Fedor сказал:

Чем тяжелее тем больше центробежная сила при вращении ... :) 

Все равно слабо верится в движение жидкости в этом случае. Частицы в равновесии должны быть.

[Fedor 1 597]

Это не вопрос веры :) 

https://ru.wikipedia.org/wiki/Парадокс_чайного_листа 

https://en.wikipedia.org/wiki/Tea_leaf_paradox    

Изменено 6 июня 2023 пользователем Fedor

[Yamoto 2]

Так по итогу и не понял. Если емкость заполнена на 100% и жидкость в ней раскручивается, давление на стенках, дне и крышке увеличится или нет?

Изменено 6 июня 2023 пользователем Yamoto

[Fedor 1 597]

Нет :) 

[Yamoto 2]

Только что, Fedor сказал:

Нет :) 

а если зазор между свободной поверхностью и крышкой есть, то увеличится ровно настолько насколько позволит подъем уровня жидкости, т.е. в принципе у стенок можно посчитать как pgh ( где h  - уже новая высота столба). Так.

[Fedor 1 597]

Так.  Но не больше чем совсем без крышки. 

Интересно посмотреть с точки зрения кинетической и потенциальной энергии. Похоже они должны быть равны... 

[Yamoto 2]

8 минут назад, Fedor сказал:

Так.  Но не больше чем совсем без крышки. 

Интересно посмотреть с точки зрения кинетической и потенциальной энергии. Похоже они должны быть равны... 

Получается, что в принципе вместо того, чтобы городить отбойники. Заварил крышку и все, она выступает ограничителем от большого избыточного давления, т.к. не даст столбу жидкости расти, хоть сколько оборотов дай на крыльчатке. Интересный вопрос, как сильно будет давить на саму крышку, по итогу так же, как и на дно по краям, и прлучается никак по центру? 

 

Изменено 6 июня 2023 пользователем Yamoto

[Jesse 958]

2 часа назад, Fedor сказал:

Есть классическая задачка. Почему чаинки собираются в центре чашки на дне когда сахар размешиваешь ложечкой ?  

 

1 час назад, Yamoto сказал:

Получается, что да ) Мы пиво мешаем в банке.

ещё один любитель (помимо Фёдора разумеется) аналогий с пивом...

22 часа назад, Yamoto сказал:

Вопрос 1: почему у дна показывает неправильно давление (101657.52 Па), должно же быть pgh + атмосферное?

если включить гравитацию в мастере проекте, то будет правильное

 

22 часа назад, Yamoto сказал:

Вопрос 2: как посчитать избыточное давление на стенки емкости, возникающее из-за вращения жидкости?

рекомендую ознакомиться с основными отличиями Total pressure , Static pressure, Dynamic pressure.  Вспомнить для начала школьную гидравлику и ещё чё то там

[Yamoto 2]

8 минут назад, Jesse сказал:

 

ещё один любитель (помимо Фёдора разумеется) аналогий с пивом...

если включить гравитацию в мастере проекте, то будет правильное

 

рекомендую ознакомиться с основными отличиями Total pressure , Static pressure, Dynamic pressure.  Вспомнить для начала школьную гидравлику и ещё чё то там

Ну  так на вскидку тотал = атмосферное + pgh +(p*w^2*r^2)/2

2 слагаемое статика, третье динамика. Не? 

[Fedor 1 597]

Нефть в земле находится под давлением, словно пиво в банке и при ее добыче из нефти выделяется сопутствующий газ. Так что тут присутствует морфизм :) 

[Jesse 958]

1 час назад, Yamoto сказал:

2 слагаемое статика, третье динамика. Не? 

ну а в Флоу что вы измеряете..?)

[Yamoto 2]

46 минут назад, Jesse сказал:

ну а в Флоу что вы измеряете..?)

 

Хотелось бы отдельно посмотреть. Статика, Динамика. Статика ладно он и так показывает, а как динамику его заставить считать не знаю.

Изменено 6 июня 2023 пользователем Yamoto

[vik_q 138]

3 часа назад, Jesse сказал:

 

Проклятая вязкость :)

4 часа назад, Fedor сказал:

Нет :) 

Да :)

мне пока не очевидно, почему в полностью заполненой и завареной банке не может быть градиента давления под действием центробежных сил.

почему гидростатическая компонента существует даже в закрытой банке без движения, а гидроцентробежная не может? 

Изменено 6 июня 2023 пользователем vik_q

[soklakov 1 475]

2 часа назад, vik_q сказал:

мне пока не очевидно, почему в полностью заполненой и завареной банке не может быть градиента давления под действием центробежных сил.

Градиента не будет. Градиент будет от гравитации. Но давление от вращения увеличится, а стенка будет компенсировать вращение, принимая на себя увеличившееся давление.

[Fedor 1 597]

Жидкость обычно считают несжимаемой. То есть давление в ней не может меняться. Только сдвиги возможны. Вроде так ... 

[vik_q 138]

21 час назад, Yamoto сказал:

 

По формуле которую вы написали получается 49660,7 Па

 

Кстати, квадрат радиуса в формуле похоже лишний.

[Jesse 958]

10 часов назад, soklakov сказал:

Градиента не будет. Градиент будет от гравитации. Но давление от вращения увеличится, а стенка будет компенсировать вращение, принимая на себя увеличившееся давление.

имхо градиенту быть.
отбрось в уравнении Навье-Стокса все члены, кроме градиента скорости и давления и рассмотри равновесие системы в цилиндрической СК.
собственно у тебя и останется градиент давления.

Да и чисто инженерно мыслить: чем центробежная сила инерции хуже гравитации*?)