Bâzâitul de joasă frecvență care emană de la încălzire nu este întotdeauna inofensiv. Gâgâitul apei în conducte ar trebui să alerteze cu siguranță utilizatorul. Cel mai adesea, zumzetul, ciocănitul și zgomotul străin din sistemul de încălzire indică o defecțiune sau o instalare necorespunzătoare. Va trebui sa le suporti pe unele (apa este doar zgomotoasa, tevile bâzâie usor), altele trebuie eliminate imediat pentru a evita consecinte mai neplacute.

Toate tipurile de sunete pe care apa le face pe măsură ce curge prin țevi, coloane și alte elemente ale sistemului de încălzire pot fi împărțite în trei grupe:

1. Bătăi de intensitate și frecvență diferite;
2. Efecte sonore de natură naturală - murmur, zumzet, fluier și altele;
3. Zgomote industriale care sunt generate de mecanismele incluse în circuitul sistemului de încălzire.

Ce indică bătutul?

Acesta este cel mai periculos zgomot, care semnalează instalarea incorectă sau deteriorarea extrem de periculoasă și condițiile sistemului. Ciocnirea are loc, de regulă, într-un cazan a cărui conductă de evacuare nu se află în punctul cel mai înalt.

Există locuri în dispozitivul de încălzire în care apa stagnează, drept urmare temperatura lichidului de răcire crește până când bulele de gaz încep să se elibereze din acesta (prima etapă de fierbere). Din când în când bula de gaz se prăbușește, ceea ce provoacă zgomot și zumzet. Denumirea științifică a acestui fenomen este cavitația. Forța sa poate fi astfel încât bucăți de metal adiacente bulei de gaz să fie rupte și să se formeze cavități, provocând daune grave sistemului.

Pe măsură ce cazanul se încălzește, zgomotul de ciocănit sau de joasă frecvență poate dispărea de la sine dacă intensitatea normală a debitului de convecție este stabilită în sistem. Dar dacă acest lucru nu se întâmplă, atunci fierberea se răspândește la întregul lichid de răcire sau la cea mai mare parte a volumului acestuia.

Dacă zgomotele de ciocănit în cazan devin mai dese și puterea lor crește, este necesar să deschideți ușor robinetul sistemului de alimentare și să adăugați puțină apă rece. O creștere a diferenței de temperatură între punctele inferior și superior activează mișcarea de convecție a lichidului de răcire și elimină zona de supraîncălzire din sistem.

Zgomotul apare uneori la primele calorifere ale unui sistem de încălzire construit pe o singură conductă (distribuție inferioară), în care circulația naturală a lichidului de răcire este slabă. Dacă face zgomot excesiv și ciocănitul este foarte puternic, atunci va trebui să vă riscați și să deschideți supapa pentru a evacua aerul. Creșterea circulației va răci radiatorul. Aveți grijă să nu vă opăriți de apa clocotită.

Ciocnirea în cazan poate apărea chiar dacă acesta este instalat corect. Cert este că în timpul iernii forțele de îngheț pot schimba poziția structurilor casei și, odată cu ele, a montantilor, atât de mult încât conducta de evacuare scade. Prin urmare, atunci când instalați dispozitivul de încălzire, înclinați-l în mod deliberat, astfel încât linia de evacuare să fie cu 5-10 mm mai mare decât marginea opusă a planului cazanului.

Zgomot natural

Zgomotul apei în conducte și zumzetul sunt asociate cu un flux neuniform de lichid. Există trei motive pentru care lichidul de răcire face zgomot în conducte:

1. Aer care a pătruns în sistem prin scurgeri în racordurile filetate sau din alte motive;
2. Conectarea conductelor de diferite diametre, provocând accelerarea sau încetinirea debitului;
3. Obstacolele interne includ suduri de proastă calitate, coroziune, depuneri și murdărie acumulată în radiatoare.

Dacă apa face un zgomot ușor în țevi, se aude un zumzet, atunci aceasta nu este o situație la fel de critică ca atunci când are loc o ciocnire. Dar trebuie făcut ceva imediat cu privire la zgomotul brusc. De exemplu, îndepărtați aerul din sistemul de încălzire, a cărui acumulare va duce în cele din urmă la oprirea convecției termice.

La eliminarea pungilor de aer, temperatura lichidului de răcire nu trebuie să depășească 40°, altfel există riscul de arsuri. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați robinete speciale Mayevsky, care ar trebui să fie echipate cu toate caloriferele sau unul, dar cel de sus din grup. Într-un sistem cu o singură conductă, aerul începe să fie expulzat din dispozitiv, care se află la capătul inferior al liniei de colectare (ultimul din cazan în direcția lichidului de răcire).

Nu ar trebui să supraîncărcați caloriferele cu dispozitive suplimentare - contoare, regulatoare etc., care creează rezistență suplimentară la curgere. Când lichidul de răcire este forțat să depășească aceste obstacole, conductele zumzăi mai tare. Cel puțin o dată la trei ani, trebuie să detartrați sistemul încălzindu-l cu un lichid de răcire la care s-au adăugat reactivi chimici, apoi spălându-l. Nu este nevoie să goliți sistemul pentru vară, acest lucru accelerează procesele de coroziune în canal și radiatoare.

Uneori, în timpul încălzirii, în conductele de încălzire apar scârțâituri, trosnituri și alte zgomote. Acest lucru se datorează deformării lor termice. Procesul, din păcate, este inevitabil, dar poate fi redus dacă folosiți materiale omogene. De exemplu, nu trebuie să conectați țevile metal-plastic cu calorifere din fontă antediluviane. Coeficientul de dilatare liniară al acestor materiale variază semnificativ.

Dacă o pompă de circulație este inclusă în circuitul de încălzire, atunci în timpul funcționării acestuia, radiatoarele pot începe să emită un zgomot înalt (fluier). Acest lucru face zgomot de aer pe măsură ce scapă prin microfisuri din garniturile conexiunilor filetate. Nu utilizați cârlig sau vopsea în ulei pentru a izola conexiunile. Se recomandă etanșarea folosind bandă polimerică FUM sau etanșant siliconic roșu (rezistent la căldură).

Zgomot industrial

Este inevitabil dacă în circuitul sistemului funcționează o pompă de circulație. De regulă, pompa este sursa principală de sunete străine. Dispozitivele de pompare centrifugă creează un flux foarte turbulent care este vizibil zgomotos. Spectrul de frecvență al vibrațiilor sale este foarte larg, cu toate acestea, armonicile superioare se sting rapid și nu rezonează cu țevile și coloanele sistemului. Acest lucru este direct legat de dimensiunea acestora din urmă: cu cât diametrul coloanelor, țevilor și lungimea acestora este mai mare, cu atât va emite un zumzet mai mic.

Pericolul zumzetului de joasă frecvență este că acest zgomot conține armonici infrasunete, inaudibile de urechea umană, care au un efect distructiv asupra sistemului nervos și a corpului în ansamblu.

Există mai multe moduri de a combate zgomotul industrial:

• Asigurați o bază de încredere pentru pompă. Opțiunile posibile sunt o masă mai mare sau amortizoare.
• Conectați dispozitivele de pompare și ascensoare folosind țevi flexibile.
• Fixați în siguranță radiatoarele de încălzire pe suporturi.
• Evitați contactul coloanelor verticale de alimentare cu structurile clădirii și instalați suporturi de absorbție a șocurilor între ele.
• Instalați un vas de expansiune de tip membrană în amonte de pompă (împotriva curgerii lichidului de răcire). Acest lucru este valabil mai ales pentru modelele cu membrană metalică.

Nu este nevoie să combateți orice manifestare de zgomot a sistemului de încălzire. Acest lucru se poate transforma într-o urmărire nesfârșită a unei ținte evazive. Într-o oarecare măsură, zgomotul este un indicator că funcționează normal, chiar dacă țevile zumzăie puțin, iar apa abia se aude în canalul de ridicare.

Nu uitați să verificați în mod regulat conexiunile filetate pentru scurgeri de lichid de răcire, să scăpați de aer și să efectuați spălarea preventivă a sistemului pentru a îndepărta depunerile de calcar și mecanice. Efectuați toate lucrările de reparație după ce s-a răcit complet.

Sunetele puternice și neplăcute produse de diverse corpuri sanitare nu sunt neobișnuite. Murmurul din țevi și din rezervorul de toaletă, robinetul zumzăit și pufnit indecent al sifonului - toate acestea vă pun pe nervi și interferează cu somnul. În continuare, veți afla despre motivele comportamentului zgomotos al diferitelor corpuri sanitare și despre cum să le faceți față.

Rezervorul de toaletă este zgomotos

Cel mai puternic sunet pe care îl face o toaletă este sunetul spălării apei. Nu veți putea scăpa de el, dar îl puteți înăbuși ușor coborând husa scaunului. Dar este foarte posibil să faceți aproape inaudibil sunetul umplerii rezervorului. Această problemă apare cu alimentarea laterală, deoarece jetul de apă în acest caz este îndreptat vertical în jos. La cădere, se creează un zgomot decent, care continuă până când supapa de închidere este activată. Există două soluții la această problemă: treceți apa printr-un furtun subțire, astfel încât să nu lovească, ci să curgă în jos până la fund, sau legați o fâșie de material de supapa de închidere, care ajunge și la partea inferioară a rezervor.

Se întâmplă să auzi în mod constant stropii de apă curgând în vasul de toaletă. Rezervorul nu poate fi umplut. Acest lucru se întâmplă din cauza fitingurilor reglate incorect sau din cauza închiderii incomplete a uneia dintre supape. În primul caz, trebuie să faceți o ajustare: coborâți plutitorul și, dacă este necesar, ridicați tubul de preaplin. Vă rugăm să rețineți că marginile sale trebuie să fie la cel puțin doi centimetri de suprafața apei.

Dacă totul este reglat corect, dar rezervorul încă se revarsă treptat, înseamnă că garniturile supapei de închidere nu sunt bine așezate. Cauzele posibile sunt uzura sau formarea plăcii. Este necesar să dezasamblați fitingurile și să spălați totul bine cu săpun. Dacă asta nu ajută, înlocuiți garniturile.

Se întâmplă ca problema să fie în fitingurile de scurgere - rezervorul nu se umple, deși apa curge continuu. Încercați să deșurubați butonul și să reduceți lungimea tijei: poate împiedică mecanismul supapei să revină la poziția inițială și să închidă orificiul de scurgere. Alte opțiuni sunt uzura garniturilor, placa, contaminarea mecanismului. Ce trebuie făcut în aceste cazuri este scris chiar mai sus.

Sunete puternice în canalizare

Canalizarea modernă din plastic are un dezavantaj: puteți auzi foarte bine apa curgând prin el. Deși permeabilitatea la sunet a materialului în sine este mult mai mică decât cea a fontei, pereții țevilor de polimer sunt destul de subțiri. Dacă aceste zgomote sunt foarte enervante, merită să luați măsuri pentru a le elimina. Există multe materiale care sunt potrivite pentru izolarea fonică a țevilor: de la cauciucul spumă obișnuit până la spuma de polietilenă. Pentru o estetică mai mare, puteți ascunde canalizarea în cutii de plastic sau gips-carton sau o puteți acoperi cu plăci ceramice.

Robinetul fredonează

Dintre toate instrumentele din orchestra de instalații sanitare, cel mai tare este robinetul care fredonează. Cel mai rău lucru este că vuietul său enervant se transmite perfect prin conducte și poate trezi pe toți vecinii de pe verticală. Din fericire, efectele sonore neplăcute sunt caracteristice doar robinetelor și mixerelor cu garnituri de cauciuc, care, de fapt, sunt sursa zumzetului. Cauza sa cea mai probabilă este deformarea marginii inferioare a garniturii. Dar dacă nu mixerul face zgomot, ci supapa de cuplare, atunci acordați atenție săgeții de direcție a fluxului. Poate că a fost instalat incorect, de aceea bâzâie.

Pentru a elimina defecțiunea, trebuie să deșurubați cutia axului supapei, să tăiați marginea benzii de cauciuc cu foarfece sau să o înlocuiți cu una nouă. Cu toate acestea, acest lucru va ajuta doar pentru o perioadă. Foarte curând robinetul va începe din nou să fredoneze, așa că va trebui să schimbați și să tăiați garniturile în mod regulat. Este mai bine să instalați imediat unul ceramic în loc de vechea cutie a osiei macaralei și să uitați de această problemă.

Sifonul gâlgâie

Cu siguranță toată lumea a auzit pufnitul unui sifon, care se aude după ce apa iese din chiuvetă. Acest lucru se întâmplă destul de des din cauza capacității scăzute de canalizare. Acest lucru se poate datora pantei insuficiente sau blocării conductei. În acest caz, apa curge în jos și umple întregul lumen disponibil. Continuând să se miște, lasă în urmă o zonă de vid în care începe să aspire aer prin sifon. Aici se aud sunetele neplăcute ale sigiliului de apă.

În primul rând, inspectați tubul de sifon pentru a nu se înfunda și, dacă este necesar, curățați-l. Dacă nu există, asigurați-vă că canalizarea are panta necesară de 3%. Dacă nu, va trebui să-l ridicați. Este o chestiune supărătoare, dar merită făcută. Și nu atât pentru a elimina zgomotul, cât pentru a preveni blocajele, care nu vor dura mult să apară dacă conducta este înclinată incorect. Deci va trebui să dezasamblați parțial șezlongul, să rearanjați elementele de fixare la înălțimea necesară și să reasamblați totul din nou. Dacă panta este în ordine, atunci înarmați-vă cu un cablu de curățare a canalizării și îndepărtați blocajul.

Conducta de apă metal-plastic este zgomotoasă

După înlocuirea țevilor de oțel cu metal-plastic, pentru mulți oameni sunetul puternic al apei care curge devine o surpriză neplăcută. Acest lucru se întâmplă din cauza îngustării locale a fitingurilor. Viteza curgerii in astfel de locuri creste, de unde zgomotul. Nu poți scăpa complet de ea, dar în etapa de achiziție a materialelor te poți ocupa de reducerea lui. Aruncați o privire atentă la armăturile pe care le cumpărați. Unele au conuri interne pe ambele părți ale fitingului, în timp ce altele nu. Fitingurile fără conuri sunt mai ieftine, dar vor face mult mai mult zgomot deoarece creează mai multă rezistență la curgere. Deci, dacă vrei tăcere, nu ar trebui să le iei.

Apa clocotește în sistemul de încălzire

Sistemul de încălzire funcționează în general silențios. Cu toate acestea, uneori începe să scoată sunete liniștite. În timpul zilei sunt aproape inaudibile, dar în liniștea nopții sunt clar vizibile. Izbucnirile ritmice de curent care trec prin țevi și calorifere interferează cu somnul și activează reflexe nedorite. Apa gâfâie în zonele aerisite ale sistemului, deoarece acesta este singurul loc în care poate stropi. Pentru a rezolva problema din apartament, trebuie să evacuați aerul prin deschiderea robinetelor de pe calorifere. Dar se întâmplă ca cauza zgomotului să fie un flux prea rapid de lichid de răcire. Nu poți face nimic în privința asta, decât să te plângi la societatea de administrare.

În casele private, care sunt adesea încălzite printr-un circuit de apă realizat din țevi de diametru mare, totul este puțin mai complicat. Un astfel de sistem trebuie să aibă o pantă de la alimentare la retur de cel puțin 0,5% pentru a evita formarea de cavități de aer în timpul alimentării cu energie. Dacă țevile sunt așezate cu o pantă în direcția opusă, atunci încălzirea va deveni cu siguranță aerisită. Adevărat, va gâfâi doar când pompa de circulație funcționează. În acest caz, nu este necesară refacerea sistemului. În primul rând, trebuie să utilizați un nivel pentru a găsi o secțiune cu o pantă inversă și pentru a determina punctul său cel mai înalt. Apoi sudați filetul acolo, instalați supapa Mayevsky și, după umplerea sistemului, purjați aerul.

Fluieră în încălzitorul de apă pe gaz

Încălzitoarele de apă pe gaz se caracterizează prin sunete ale flăcărilor arzătoare și ale apei curgătoare, dar uneori sunt amestecate cu un fluier monoton de înaltă frecvență. Uneori poate fi atât de tare încât este extrem de greu de suportat chiar și pentru o perioadă scurtă de timp. Atât calea gazului, cât și cea a apei pot fluiera, așa că mai întâi trebuie să vă dați seama de unde provine exact sunetul.

Pentru a face acest lucru, închideți robinetul de gaz de la care este alimentată coloana și deschideți apa caldă. Prin absența sau reluarea fluierului, se va putea stabili unde să se caute cauza acestuia. Dacă totul este liniștit, atunci calea gazelor ar trebui considerată responsabilă pentru serenada infernală, iar dacă sunetul neplăcut se repetă, calea apei ar trebui considerată responsabilă.

Cel mai adesea, cauza unui astfel de tril este un defect de proiectare al supapei, care este responsabil pentru modularea flăcării. Fluierul în acest caz este observat doar într-un interval de putere specific, atunci când apare combinația ideală dintre lățimea jocului supapei și viteza debitului de gaz. Pentru a scăpa de problemă, trebuie doar să schimbați poziția regulatorului în sus sau în jos. Când puterea scade, debitul de gaz va deveni insuficient pentru a apărea sunetul, iar când crește, spațiul de lucru al supapei va fi prea mare.

Un alt motiv posibil este un blocaj în calea gazului. Acest lucru se întâmplă de obicei din cauza unui obiect străin care intră acolo, de exemplu, cântare sau o bucată de înfășurare. În acest caz, fluierul este de obicei observat pe o gamă largă de puteri. Pentru a determina în ce zonă sau unitate anume a avut loc blocajul, calea de gaz va trebui să fie dezasamblată, inspectată și curățată. Pentru o astfel de muncă aveți nevoie de calificări adecvate, așa că este mai bine să-l încredințați comandanților companiei de gaze urbane sau unei companii private care are o licență pentru aceasta.

Se întâmplă ca un sunet neplăcut să vină din tractul de apă. Motivul este cel mai probabil blocajul din nou. În acest caz, trebuie observată o scădere a performanței încălzitorului. Pe lângă un obiect străin, acest lucru poate fi cauzat și de depunerile de pe pereții interiori ai radiatorului. Începe să apară dacă temperatura apei în coloană depășește în mod regulat 60°.

Este adesea posibil să scapi de un obiect străin folosind flux invers. Pentru a face acest lucru, mai întâi trebuie să opriți alimentarea cu apă și gaz a încălzitorului. Apoi deșurubați conducta de admisie și lăsați apa să curgă în direcția opusă. Cel mai simplu mod de a face acest lucru este cu un robinet de baie, setarea comutatorului de duș în poziție neutră și deschiderea ușoară a ambelor robinete.

Pentru a îndepărta depunerile de calcar de pe radiatorul coloanei, veți avea nevoie de un agent de detartrare. Puteți folosi și o soluție de acid citric sau acetic. Înainte de a începe lucrul, este mai bine să scoateți radiatorul, va fi mai convenabil. Produsul trebuie turnat treptat, adăugând mai mult pe măsură ce reacția scade. După umplerea caloriferului, lichidul este scurs și procedura se repetă de încă 3-4 ori.

Andrei Kazantsev, rmnt.ru

http://www.rmnt.ru/ - site-ul web RMNT.ru

Locuitorii blocurilor de apartamente cunosc direct despre acest fenomen. Uneori este un zumzet abia se aude, iar uneori poate fi simțit în întreaga clădire sau casă. Astăzi vrem să vorbim despre momentul în care porniți apa. La prima vedere, aceasta nu este o problemă foarte serioasă, dar uneori provoacă unele inconveniente. Să ne dăm seama de ce apare această problemă și ce metode există pentru a o combate. Există multe teorii care explică de ce țevile zumzăie. În practică, instalatorii identifică patru motive principale care provoacă acest fenomen.

Reparații proaste sau prost făcute

Când vă dați seama de ce zumzea robinetul când deschideți apa, trebuie mai întâi să vă amintiți dacă ați avut recent reparații la instalații sanitare. Dacă răspunsul este nu și zgomotul se repetă, atunci trebuie să aflați dacă unul dintre vecini a efectuat recent vreo lucrare. În plus, puteți apela la organizația de servicii (locuințe și servicii comunale), poate că instalatorii, care lucrează la subsol, nu au conectat corect elementele.

Dacă aflați că au avut loc astfel de acțiuni, atunci acesta poate fi motivul pentru care robinetul zumzăie atunci când deschideți apa. Totuși, totul poate fi reparat. Eliminarea zumzetul nu este dificilă. Țevile prost fixate sunt fixate, iar zumzetul dispare instantaneu. Cu toate acestea, aceasta poate să nu fie singura problemă. Dacă instalatorii neexperimentați plasează conductele foarte aproape, inevitabil vor apărea vibrații. În acest caz, nu mai rămâne nimic de făcut decât înfășurați fiecare dintre ele cu izolație din spumă.

în sistem

Și continuăm să vorbim despre de ce bâzâie robinetul când deschizi apa. Un motiv poate fi excesul de tensiune arterială. O poți determina după presiunea apei, de obicei este foarte bună, iar când robinetul este complet deschis, fluxul izbucnește cu zgomot și șuierat. Există o altă modalitate de a efectua diagnostice. Dacă deschideți rapid robinetul, poate apărea un bâzâit. În acest caz, trebuie să dedicați timp acestei probleme, sau chiar mai bine, să sunați la un instalator pentru ca acesta să evalueze situația.

De ce este acest fenomen periculos? Deoarece poate duce la depresurizarea sistemului. Mai mult, nu vei putea reduce presiunea de unul singur, așa că va trebui să vii cu altceva. Pentru a reduce sarcina, va trebui să instalați o cameră de aer. Acesta este cel care va disipa presiunea, drept urmare zumzetul se va opri și vei putea respira liber.

Depășirea limitei superioare a normalului

Deoarece nu este întotdeauna ușor de înțeles de ce fredonează un robinet, cel mai bine este să solicitați ajutor de la profesioniști. Pentru munca obișnuită, el va evalua rapid situația și va găsi soluția potrivită. Uneori el poate fi neputincios și vă va sfătui să contactați furnizorul de servicii de alimentare cu apă. Dacă apa intră în sistem sub presiune ridicată, nu veți putea face nimic singur în legătură cu zumzetul.

Întrebarea logică aici este: care este presiunea normală a apei în sistem? De obicei, această cifră este de 2 atm. Acest indicator este optim pentru operarea unei mașini de spălat sau mașini de spălat vase. Cu toate acestea, limita superioară este de 6 atm. În acest caz, trebuie să lucrați cu furnizorul de servicii până când găsiți soluția optimă.

Autoinstalare a camerei de aer

Să ne uităm în continuare la cazurile în care reușim să corectăm situația. În primul rând, trebuie să decideți de ce fredonează robinetul când deschideți apa. Motivele pot fi încă în excesul de presiune, dar dacă indicatorii nu depășesc nivelul critic de 6 atm, atunci vă puteți face cu ușurință propriile ajustări.

Pentru a face acest lucru, trebuie doar să vă faceți propria cameră. Pentru a face acest lucru, trebuie să utilizați o secțiune suplimentară de țeavă. A doua opțiune este chiar de preferat - folosind o tobă de eșapament din fabrică. După instalarea unui astfel de element, țevile vor experimenta mai puțin stres și vor dura mult mai mult.

Conducte înfundate

Dacă casa dvs. și, în consecință, echipamentul sanitar are o vechime de 10 ani sau mai mult, atunci nu ar trebui să mai fiți surprins că robinetul de apă caldă zumzăie. Motivele pentru aceasta sunt simple - o scădere a diametrului țevilor din cauza unui blocaj banal, care duce la vibrații, ceea ce duce la zgomot. Se transmite foarte bine prin conducte și, de obicei, se aude nu numai într-un apartament, ci în întregul colț.

În primul rând, trebuie să efectuați un diagnostic și să determinați dacă conductele dvs. sunt cu adevărat înfundate. Pentru a face acest lucru, va trebui să deconectați mixerul de la conductă și să îl inspectați cu atenție. Murdăria acumulată pe pereți demonstrează în mod clar creșterea excesivă a găurii. Acesta poate fi unul dintre motivele pentru care fredonează robinetul. Instrucțiunile arată așa.

Cel mai adesea, murdăria se depune nu în mijloc, ci la capetele conductei. Prin urmare, puteți încerca să le curățați singur. Aș dori să mai remarc un punct: problema colmatării este tipică pentru propilenă, precum și pentru produsele sanitare din plastic. În același timp, faptul că diametrul furtunurilor de amestecare diferă de obicei de dimensiunea țevilor în sine contribuie la depunerea de murdărie în anumite locuri.

Metode de eliminare a blocajelor

Vă înșelați dacă credeți că trebuie doar să turnați un lichid unic precum „Mole” în sistem și problema va fi rezolvată. Va trebui să lucrezi pe cont propriu. Blocajul poate fi eliminat în trei moduri:

• Spălare hidraulică.
• Spălare pneumatică.
• Curățare mecanică.

Să ne uităm mai întâi la opțiunea de spălare. Aceasta este trecerea fluxului de apă. Pentru a face acest lucru, nu este suficient să conectați pur și simplu un furtun, așa că folosesc pompe electrice, destul de puternice. Cu toate acestea, această metodă poate elimina blocajele numai în conductele cu diametru mic. Această metodă nu este potrivită pentru produse groase. În acest caz, particulele grele vor avea încă timp să se așeze pe pereți.

Cum se face curățarea mecanică?

Această opțiune este acceptabilă numai dacă blocajul apare în anumite secțiuni ale conductelor. Pentru a face acest lucru, apa trebuie oprită. Aceasta este prima condiție care trebuie îndeplinită înainte de a începe orice lucrare de reparație. Conducta deconectată este curățată cu un fir gros, iar pentru un efect mai bun este atașată o perie. Dacă nu este posibilă curățarea orificiului (depunerile de pe pereți s-au pietrificat și au devenit parte a sistemului), atunci această secțiune este tăiată și înlocuită cu una nouă. Și pentru a evita alte probleme, este necesar să fixați strâns toate elementele folosind garnituri de cauciuc etanșate. Vă rugăm să rețineți că, chiar și atunci când dezasamblați structura, trebuie să vă amintiți locația tuturor elementelor.

Funcționare defectuoasă a robinetului

Acesta poate fi și unul dintre motivele pentru care robinetul începe să zumzeze atunci când deschideți apa. Trebuie remarcat faptul că aceasta este cea mai simplă problemă care poate fi rezolvată în câteva minute. Puteți efectua singur diagnosticarea, deschideți robinetul și observați. Dacă conducta începe să vibreze, înseamnă că fie un mixer defect, fie o supapă de închidere este de vină. Pentru a rezolva această problemă, trebuie să opriți apa din coloană și să începeți reparații simple.

Cel mai adesea, în acest caz, cauza este pur și simplu o garnitură uzată. Scoateți robinetul și inspectați-l cu atenție (garnitura este situată la capătul tijei). Dacă a căpătat o formă ascuțită, trebuie înlocuit. După aceasta, asamblam structura și o punem la loc. După această procedură, zgomotul ar trebui să dispară. Adăugăm că acest lucru se aplică numai baterelor vechi care sunt echipate cu cutii de axe pentru robinete. Dacă aveți o singură manetă modernă sau căutați un alt motiv. În aceste modele, pur și simplu nu există nicio garnitură care blochează fluxul de apă, deci nu poate fi cauza zgomotului în țevi. Apropo, dacă oricum decideți să dezasamblați robinetul, puteți schimba imediat mixerul cu unul mai modern.

În loc de concluzie

Ne-am uitat la cele mai frecvente sunete de bâzâit și șuierat de la robinete. Acum poți să faci singur reparații simple, fără ajutorul instalatorilor, și să elimini sursa enervantă de zgomot. Nu trebuie să ignorați un astfel de simptom pentru o lungă perioadă de timp, deoarece, pe lângă factorul care irită urechea, semnalează că există probleme în sistemul de alimentare cu apă, iar dacă nu se iau măsuri, acestea pot duce la consecințe mai grave. . Prin urmare, efectuați fără întârziere diagnosticele necesare și, dacă este necesar, apelați instalatori profesioniști.

Cum curge apa prin conducte (mecanica continuă)

Probabil crezi că această întrebare este simplă și nu merită atenție. Apa este lichidă, curge mereu peste tot: gâlgâie într-un pârâu, curge dintr-un robinet, picură de pe un acoperiș, curge sub pământ. De aceea este apă. Totul este clar și simplu și nu este nimic special în faptul că apa curge prin țevi.

Vă înșelați - această întrebare este departe de a fi simplă și foarte importantă. Doar cei care înțeleg bine cum curge apa printr-o țeavă vor înțelege de ce avionul se ridică în aer și valurile mării se înfurie, iar noi putem cânta și vorbi.

Dar cei care nu au învățat sau au uitat încă legile lui Newton nu ar trebui să încerce să facă asta. Este mai bine să-i puneți să se uite mai întâi la manual. Aşa:

Cum curge apa prin conducte

Sarcina unu

Destul de sus, pe munte, sau dacă vrei, pe acoperiș - oriunde vrei, se pune un butoi mare, cu o țeavă trasă în jos din el. Apa ar trebui să curgă prin țeavă din butoi.

Ce trebuie făcut pentru asta? Aceasta este o sarcină simplă. Desigur, în primul rând trebuie să aveți apă în butoi. Nu va curge dintr-un butoi gol. Aceasta înseamnă că trebuie să turnați apă în butoi. Cum? Răspunsul este clar: apa va trebui să fie livrată la etaj. Este clar că va trebui să munciți din greu - nu este atât de ușor să transportați apă în sus.

Câtă muncă va dura? Marele Newton și manualul școlar ar trebui să ajute în acest sens.

Să decidem ce se potrivește în butoi M kilograme de apă. Fie că este mult sau puțin, nu contează pentru calcul. Conform legilor lui Newton, forța cu care Pământul atrage totul pe el, ca orice altă forță, este egală cu produsul dintre masă și accelerație. Accelerația gravitației este cunoscută de mult timp, este egală cu o creștere a vitezei; g metri pe secundă. Când trebuie să trageți apa în sus, va trebui să depășiți o forță de gravitație egală cu Mg newtonii. Newton(N) este forța care conferă o accelerație de 1 m/s 2 unui corp care cântărește 1 kg în direcția de acțiune.

Accelerația gravitațională este o mărime variabilă care scade cu distanța față de Pământ, este egală cu 9,8 m/s 2 . Munca care ar trebui făcută pentru a ridica apa pe un munte nu este greu de calculat. Pentru a face acest lucru, înmulțiți forța cu distanța parcursă. Iar poteca în cazul nostru este egală cu înălțimea muntelui N(să ne uităm din nou la manual). Prin urmare, munca poate fi calculată folosind formula

Probabil multora dintre cititorii noștri nu le plac formulele. Dar nu se poate face nimic! Ecuațiile și formulele sunt asistenți și prieteni foarte buni, fideli atunci când rezolvă probleme dificile. Indiferent dacă munca sa dovedit a fi mare sau mică - decideți singur. Probabil, pentru a o realiza, nu strică să fii puternic și bine antrenat.

Sarcina a doua

Căratul apei pe munte este o sarcină dificilă și neplăcută. Este mai convenabil să-l pompați de jos cu o pompă printr-o țeavă direct în sus în butoi. Cu ce ​​va fi munca depusă?

Acest lucru nu este greu de calculat. Va trebui să-l pompați cu o pompă. Pentru a furniza apă în sus, va trebui să depășiți o presiune considerabilă din coloană. O unitate de presiune este egală cu presiunea cauzată de o forță de 1 N distribuită uniform pe o suprafață de 1 m 2. Această unitate este foarte mică. Se numește pascal(Pa).

Să fie presiunea R Pascals. Dacă aria suprafeței de lucru a pistonului este egală cu S metri pătrați, atunci forța pe care va trebui să o aplicăm pistonului va fi egală cu PS newtoni; iar dacă pentru fiecare balansare pistonul parcurge o distanţă L metri, atunci munca va fi egală PSL jouli Vă rugăm să rețineți că produsul dintre suprafața pistonului și lungimea cursei SL egal cu volumul. Prin urmare, formula include volumul de apă pompat de pompă: Q= L.S. metri cubi.

Se pare că munca pompei poate fi calculată destul de simplu: este egală cu produsul presiunii și volumului P.Q. Puteți pompa apă atâta timp cât doriți și pompați atât cât doriți, formula nu se va schimba. De ce este așa - va trebui să-ți dai seama singur.

Pentru a fi riguros în concluzia ta, trebuie să ții cont și de densitatea apei (deși este aproape exact egală cu unitatea). Să o notăm cu litera p, apoi volumul de apă va fi exprimat după cum urmează:

În sfârșit, munca care va trebui cheltuită pentru pomparea apei împotriva presiunii R, egal cu

Dacă muntele este mare și presiunea este mare, atunci va fi dificil să-l depășiți, iar dacă trebuie să pompați multă apă, atunci va dura mult timp pentru a pompa și se va face multă muncă. Este mai bine să încredințați acest lucru motorului.

Treaba este gata. Apa era mai jos, sub munte. Acum am dus-o sus la munte. Ce sa schimbat?

Sarcina trei

Butoiul este plin. Puteți deschide robinetul. Lăsați apa să curgă pe țeavă. Cum va curge? Această sarcină este foarte dificilă. Probabil, până acum nici un om de știință cel mai înțelept nu a reușit să o rezolve pe deplin. Mulți teoreticieni s-au nedumerit. Chiar mai mulți experimentatori au studiat în laboratoare. Au fost scrise și publicate mii de volume de cercetare științifică. Dar problema modului în care apa curge printr-o conductă rămâne încă nerezolvată.

Chestia este că apa, ca orice lichid, are vâscozitate. Și o încercare de a lua în considerare vâscozitatea în astfel de probleme duce imediat la ecuații atât de complexe, încât până acum niciun matematician din lume nu le-ar putea face față fără simplificare.

Va trebui să simplificăm sarcina deocamdată. În loc de apă reală, vom lua în considerare apa imaginară, una a cărei vâscozitate este zero, adică nu există deloc vâscozitate. O astfel de apă va curge prin țevi fără frecare sau rezistență.

Deși nu există lichide fără vâscozitate (cu excepția heliului lichid la temperaturi sub 2,19 K), pentru rezolvarea problemei noastre nu este atât de important dacă apă fără vâscozitate există sau nu. Dar este foarte important ca, cu această presupunere, sarcina să devină surprinzător de simplă. Numai că va trebui să ne amintim că rezolvarea corectă a unei probleme simplificate nu este suficientă va trebui să ne gândim la ce va fi utilizarea soluției găsite. Din fericire, în cazul problemei noastre, această ipoteză nu este foarte grosieră - vâscozitatea apei este scăzută. Apa curge. Aceasta nu este miere, nu melasă și nu lustruire de pantofi.

Rezolvarea problemei va fi acum ușoară. Adevărat, soluția nu va fi foarte precisă, dar găsirea unui răspuns aproximativ este, de asemenea, foarte importantă. Deci, am convenit că apa nu are vâscozitate, așa că putem presupune că apa curge prin țevi fără frecare.

Dar atunci nu are nicio diferență unde curge apa - dacă alunecă în interiorul țevii sau cade în afara ei - nu este nevoie să ținem cont de frecare. Putem pur și simplu presupune că cade sub influența gravitației, ca orice corp. Sarcina devine destul de ușoară.

Accelerația căderii libere este cunoscută, este egală cu g m/s 2 . Să presupunem că un corp (piatră, apă) cade t secunde Viteza de cădere la capătul căii va fi egală cu GT Domnișoară. Distanța parcursă (și în cazul nostru este egală cu înălțimea muntelui) va fi:

Cât de multă muncă va face gravitația, cauzând căderea apei? Munca este întotdeauna egală cu produsul dintre forță și distanța parcursă:

Forța gravitației este Mg. Prin urmare,

E grozav că există formule! Ei deschid ochii cercetătorului într-un moment dificil. Principalul lucru este să înveți să înțelegi despre ce vorbesc. Formula rezultată ar trebui mai întâi rescrisă astfel:

iar apoi, observând că lucrarea GT reprezintă viteza V,înlocuiți corespunzător în formulă. Atunci va deveni imediat clar că munca făcută de gravitație s-a transformat în energia apei în mișcare:

Acest tip de muncă se face prin gravitație în timp ce apa curge în josul muntelui; și, prin urmare, aceeași muncă va trebui să fie cheltuită pentru a ridica apa înapoi pe munte. Acest lucru nu este dificil de făcut dacă aranjați o fântână bună, în care viteza inițială a jetului este suficient de mare - nu mai puțin decât ceea ce decurge din formula derivată și este îndreptată în sus. Amintiți-vă cum funcționează furtunurile de incendiu.

Foarte important

Rezultatul pe care l-am găsit este foarte important. Marea lege a conservării energiei este întotdeauna adevărată. Formula pe care am obținut-o este aplicabilă nu numai în cazul nostru particular. Lucrarea forțelor care acționează asupra corpului nu dispare. Se transformă în energia lui de mișcare - în energie cinetică, așa cum o numesc fizicienii.

Formula pentru energia cinetică a unui corp în mișcare include întotdeauna doar două mărimi: masa și viteza. Pentru formulă, nu contează dacă masa de apă sau de piatră este mică sau mare. Orice corp în mișcare: o mașină, o navă spațială, un băiat care alergă, un pumn de boxer, Pământul pe orbita sa, un electron într-un atom sau într-un tub de televiziune - are aceeași energie de mișcare - energie cinetică. Mv 2 /2. Determinarea acesteia nu este întotdeauna dificilă: trebuie să cunoașteți masa corpului și să îi măsurați viteza.

Desigur, energia cinetică a unui corp, cum ar fi energia apei în cădere, poate fi folosită pentru a produce muncă utilă într-o varietate de moduri. Apa funcționează cu succes în hidrocentrale. Pentru a verifica acest lucru, trebuie doar să rotiți comutatorul.

Formula pentru energia cinetică a unui corp în mișcare, de care au nevoie atât studentul, cât și academicianul, poate, pe bună dreptate, poate fi numită cea mai importantă, cea mai importantă formulă nu numai a fizicii, ci a tuturor științelor naturale.

Notă necesară

Strict vorbind, în raționamentul nostru am simplificat foarte mult problema. Nu am acordat atenție faptului că conducta poate fi așezată oblic, că în diferite secțiuni poate avea o secțiune transversală diferită și, cel mai important, nu am ținut cont de faptul că conducta va fi neapărat umplută complet cu apă. , fără întreruperi și, prin urmare, fluxul nu poate curge în interiorul conductei cu accelerație. Prin orice secțiune a conductei cu un debit constant, același volum de lichid va curge în fiecare secundă.

Dar acest lucru nu poate schimba în niciun fel rezultatul obținut - legea conservării energiei este de neclintit: energia cinetică a fluxului va fi egală cu munca făcută de gravitație. Nu ne vom ocupa acum de întrebarea cum va fi de fapt distribuită accelerația în sistem. Cu toate acestea, vă puteți gândi la acest subiect interesant. Legea curgerii constante în diferite secțiuni ale țevii este foarte importantă. Se exprimă prin ecuații simple numite ecuații de continuitate:

Aceste ecuații sunt o consecință directă a legii conservării masei materiei. Ele înseamnă că aceeași masă de lichid trece prin orice secțiune a conductei în același timp. Deoarece M= vsp, și presupunem că fluidul este incompresibil, atunci v 1 s 1= v 2 s 2= ... = const. Din aceste ecuații rezultă concluzia: într-o secțiune îngustă a conductei viteza de curgere este mare, în secțiunea largă viteza sa este mică.

Acum trebuie sa te gandesti putin...

Desigur, problemele pe care tocmai le-am rezolvat în pregătire nu sunt foarte dificile, dar trebuie totuși să aruncăm o privire atentă asupra rezultatelor obținute și să ne gândim la ele.

În timp ce discutam despre cum să ridicăm apa, ne-am dat seama că acest lucru se poate face în cel puțin trei moduri: pur și simplu trageți-o, cel puțin în găleți, sus; alimentare cu apă de jos folosind o pompă; utilizați un flux de la un furtun de incendiu în acest scop, deși acest lucru nu este foarte convenabil.

În consecință, în urma cercetării noastre, am putut găsi trei expresii pentru munca pe care va trebui să o cheltuim pentru aceasta. În prima metodă, trebuie să ridici direct apa pe munte și să treci de lucru MgH.În al doilea, se lucrează împotriva presiunii R si este egal cu

Pentru a utiliza a treia metodă, trebuie să dați jetului o viteză inițială v, astfel încât pârâul să ajungă măcar în vârf. Este nevoie de muncă

Desigur, dacă ridicăm de fiecare dată aceeași cantitate de apă la aceeași înălțime, atunci și munca cheltuită va fi aceeași, indiferent de metoda pe care o folosim pentru ridicare. Acest lucru rezultă și din legea conservării energiei.

Doar nu uitați că în derivarea noastră am neglijat circumstanțe precum costul muncii pentru a depăși frecarea, în care energia este disipată inutil și transformată în căldură. Expresiile pe care le-am obţinut sunt deci aproximative. Dar nu-ți face griji -

Precizia rezultatului obținut va fi destul de suficientă pentru noi.

Înțelegerea și interpretarea formulelor nu este adesea atât de ușoară. Trebuie să fiți capabil să acordați atenție și să țineți cont de valorile nu numai ale acelor cantități care sunt incluse în mod clar în ele, ci și ale celor care lipsesc din formule; și tocmai asta este adesea cel mai important.

Să aruncăm acum o privire mai atentă la expresiile găsite încă o dată: masa este inclusă în toate cele trei formule - să observăm și să ne amintim acest lucru; în primul nu există nici presiune, nici viteză; în al doilea nu există viteză sau înălțime; în al treilea nu există înălțime și presiune.

Și acest lucru este foarte important, deoarece de aici rezultă că dacă apa este ridicată la o anumită înălțime, atunci nu contează dacă curge sau este în repaus, dacă este comprimată sau nu, folosind formula derivată se poate calcula creșterea. în rezerva sa de energie asociată cu creșterea. Dacă apa este comprimată la presiune mare, atunci nu ne pasă unde se află - deasupra sau dedesubt, dacă curge sau nu, putem calcula la fel de ușor și simplu cât de mult va crește energia sa. Și dacă apa curge, nu contează unde - dedesubt sau deasupra, sub presiune sau nu. Energia sa cinetică nu va depinde de asta.

Abia acum putem începe să rezolvăm problema principală.

Sarcina principală, cu o soluție uimitoare

Butoiul este plin. Conducta a fost pusă. Să deschidem robinetul și apa va curge prin țeavă. Cum va curge? Am pregătit deja tot ce este necesar pentru o rezolvare aproximativă a acestei probleme și acum putem deriva cu ușurință legea care reglementează debitul apei prin conducte.

Vă amintiți, desigur, că am convenit să considerăm apa ca neavând vâscozitate. Rețineți că am făcut în liniște încă o presupunere: am presupus că apa este incompresibilă, altfel ar trebui să luăm în considerare munca de compresie. Dar apa este de fapt aproape incompresibilă.

Deci, robinetul este deschis. Apa curge prin conductă. Acesta curge dintr-un recipient ridicat la o înălțime suficient de mare H, unde energia apei este egală cu W jouli și acum îl putem calcula cu ușurință.

Pentru a găsi o soluție la problema noastră principală, o vom face foarte simplu. Să ne imaginăm că undeva, oriunde pe versantul muntelui, la înălțimea tuturor h metri, am selectat în mod arbitrar o secțiune destul de scurtă de țeavă și am instalat-o pe

Conține instrumente de măsurare: un manometru - pentru măsurarea presiunii și un debitmetru - pentru a determina debitul. Este clar că pot fi instalate doar sub nivelul unde se află alimentarea cu apă. Vom măsura cu precizie presiunea din conductă în zona selectată. Cu siguranta va fi ceva. Să fie egal r pascali. (Cu siguranţă, r<Р , acest lucru nu trebuie explicat.) Să măsurăm viteza curgerii în conductă din aceeași secțiune. Să fie egal v Domnișoară.

Acum putem găsi cu ușurință o expresie pentru energia totală a apei care curge printr-o conductă într-o secțiune scurtă la alegerea noastră. Apa din această zonă este la o înălțime de numai h metri. Acum putem scrie imediat valoarea părții corespunzătoare a energiei sale. Este egal Mgh.

Apa este comprimată sub o presiune pe care am măsurat-o și am constatat că este egală r pascali. Prin urmare, apa are energie suplimentară:

În același timp, apa curge prin țeavă cu o viteză v Domnișoară. Energia sa cinetică este

Furnizarea completă a energiei apei la altitudine h, la presiune p, curent în viteză v, evident va fi egal

Cu ce ​​ar trebui să fie egală această sumă? Am convenit că nu există frecări. Aceasta înseamnă că nu există unde să cheltuiască rezerva de energie pe care am împărtășit-o apei prin ridicarea acesteia.

Prin urmare, pe baza legii conservării energiei, câtă energie avea apa în partea de sus, aceeași cantitate va fi în orice secțiune a mișcării apei prin conductă:

Deși această ecuație este complicată la prima vedere, este plină de atât de multe lucruri interesante și neașteptate, încât merită să-i depășești complexitatea și nu doar să o cunoști, ci și să-ți faci prieteni.

În primul rând, să încercăm să simplificăm ecuația. În primul rând, să reducem masa de apă, deoarece se află atât pe partea dreaptă, cât și pe partea stângă a ecuației. Acest lucru nu o va face să dispară din ecuație, deși nu va fi scris în ea. Să ne amintim că în viitor vom număra pe kilogram de apă:

Rețineți că, așa cum am stabilit, există o valoare constantă în stânga ecuației W= const.

Acum putem scrie ecuația în cele din urmă uimitoare:

Poate explica multe despre modul în care apa curge prin conducte.

O mulțime de lucruri interesante, utile și importante și, de asemenea, foarte simple. Să luăm în considerare mai întâi trei cele mai simple, dar cele mai importante cazuri.

1. Conducta, care are o secțiune transversală diferită, este așezată orizontal. Pentru o astfel de țeavă înălțimea h este aceeași peste tot și deci constantă. Prin urmare, ecuația devine mai simplă:

Acest lucru este valabil pentru orice secțiune de țeavă. Din aceasta rezultă un rezultat uimitor și foarte ciudat: acolo unde viteza curgerii este mai mare (în secțiuni înguste ale conductei), presiunea trebuie neapărat să devină mai mică. Și în partea sa largă presiunea va fi mai mare. Este ușor de verificat dacă acest lucru este așa prin atașarea manometrelor la conductă.

Imaginea fluxului de apă este de obicei descrisă folosind linii convenționale - linii curente. Aceasta este calea de-a lungul căreia o mică particule de lumină suspendată într-un curent va pluti. Liniile curente nu sunt întrerupte nicăieri. Acolo unde viteza de curgere este mai mare, ele se apropie; acolo unde viteza scade, ele diverg.

2. Presiunea din conductă este aceeași peste tot. Această ipoteză este destul de justificată dacă conducta în care curge apa este suficient de largă și se poate neglija pierderea de presiune din cauza rezistenței conductei (nu uitați că apa este încă vâscoasă).

Ecuația va fi simplificată diferit:

Apropo, acum este convenabil să îl utilizați pentru a calcula fântânile și pompele de incendiu.

3. Apa din conductă nu curge deloc. Viteza este zero. Atunci ecuația va lua o nouă formă:

Acum este destul de ușor de utilizat pentru a calcula presiunea hidrostatică, de exemplu, în conductele de apă. Și acest lucru este necesar pentru a ști cât de puternice trebuie să fie țevile pentru a nu se rupe.

După cum puteți vedea, există multe care pot fi calculate folosind ecuația noastră.

Acum trebuie să luăm în considerare cu atenție, să discutăm și să ne gândim la ecuația găsită.

Acest lucru este întotdeauna necesar. Fiecare ecuație pe care trebuie să o derivați pe cont propriu sau în care vi se prezintă pentru prima dată ar trebui luată în considerare și discutată cu mare atenție. În general, probabil că nu există nimic mai surprinzător decât ecuațiile matematice.

Ele sunt cea mai importantă armă a omului în lupta de a stăpâni secretele naturii și pentru prietenia cu forțele ei nelimitate. Ecuațiile ghidează navele în spațiu; ecuațiile sunt construite de microscoape care măresc de un milion de ori; ecuațiile împart atomul, sintetizează diamante, construiesc noi fabrici.

Dar trebuie să le poți înțelege. Trebuie să se poată determina ce poate oferi o nouă ecuație, ce poate fi cerut de la ea, ce oportunități va oferi, când poate fi folosită și când nu este aplicabilă, unde sunt limitele în care rămâne valabilă. Prin urmare, va trebui să discutăm despre ecuația scrisă mai sus, derivată atunci când rezolvăm o întrebare modestă, îngustă și privată - cum curge apa dintr-un butoi printr-o țeavă?

Să ne uităm cu atenție. În primul rând, să remarcăm o circumstanță remarcabilă.

Dar asta nu este tot. Întotdeauna insistăm să vorbim doar despre apă. Și în expresia rezultată nu există nici măcar o urmă de apă. Nu reflectă nicio proprietate a apei.

Apa ne-a ajutat să obținem ecuația. Dar, desigur, s-ar fi putut lua în schimb orice alt lichid cu vâscozitate scăzută - concluzia nu s-ar fi schimbat. Dar de ce numai lichid?

Unde în ecuație există un indiciu că acesta este un lichid? Dintre proprietățile unei substanțe, aceasta include doar densitatea, care se presupune a fi constantă, și nimic altceva.

Dar gazul are și densitate. Și există o mulțime de procese pe Pământ în care gazul curge și nu este comprimat. Amintește-ți doar vântul.

Atunci, la ce se aplică această ecuație minunată? La tot ce poate curge și curge în lume, la toate procesele în care se mișcă un mediu cu vâscozitate scăzută, cu o densitate constantă. Și există multe astfel de procese și astfel de medii în lume.

Ei bine, spune-mi, nu este uimitor? Am derivat o ecuație pentru o conductă de apă și s-a dovedit a fi potrivită pentru aproape întreaga lume.

Această ecuație a fost derivată pentru prima dată de Daniel Bernoulli

Ar trebui să ne amintim cu cuvinte bune de marele om de știință care a descoperit primul relația dintre viteză și presiune în fluxul unui mediu cu vâscozitate scăzută și a găsit una dintre cele mai importante ecuații ale hidrodinamicii. Această ecuație a fost derivată în 1738 de academicianul din Sankt Petersburg, matematician, fizician și mecanic remarcabil Daniel Bernoulli, care a făcut multe în știință.

Daniel Bernoulli (1700-1782).

Una dintre cele mai remarcabile realizări ale hidrodinamicii este încă considerată a fi ecuația cu care tocmai ați făcut cunoștință. Ea exprimă legea conservării energiei pentru un mediu fluid și până astăzi poartă pe bună dreptate numele glorios de Bernoulli.

Să ne uităm în jur (și să ascultăm)

Să ne uităm doar îndeaproape și cu atenție. Ne este totul clar? Înțelegem totul despre ceea ce se întâmplă în jurul nostru și ce ne înconjoară?

Vântul bate lin. Și chiar dacă nu bate vânt, ci doar o coloană de manifestanți care traversează piața și se mișcă uniform, bannerele roșii desfășurate flutură și se leagănă. De ce bannerul nu se întinde nemișcat și nu formează o cârpă netedă, întinsă într-un flux uniform de aer? De ce tremură și se ondulează ca și cum ar fi viu?

Ecuația Did He Return va explica cu ușurință acest mister. Dacă apare chiar și o ușoară îndoire, atunci imediat pe partea convexă a panoului viteza fluxului de aer constrâns de îndoire va crește; pe partea concavă, viteza aerului va scădea. Conform ecuației, acolo unde viteza este mai mare, presiunea este mai mică. Acolo unde este mai mică, presiunea va crește.

Diferența de presiune pe ambele părți ale bannerului îl va îndoi și mai mult, îndoirea va crește și va rula de-a lungul bannerului ca un val. O nouă îndoire va apărea imediat, iar bannerul, respectând ecuația, va flutura mereu ca și în viață.

... valuri se ridică pe mare

Lăsați briza cea mai slabă, uniformă și constantă să înceapă să sufle peste suprafața ca o oglindă a mării în timpul calmului complet. Dacă chiar și o neuniformitate nesemnificativă a suprafeței apei apare în cel puțin un loc (și acest lucru este întotdeauna posibil) și apare un vârf și un val abia vizibil, viteza vântului deasupra crestei valului va crește imediat și, conform ecuației lui Bernoulli , presiunea aerului deasupra valului în acest loc va scădea . Deasupra depresiei, viteza fluxului de aer va fi mai mică, iar presiunea va fi mai mare. Va exista o diferență de presiune între vârful valului și baza acestuia. Această diferență va ridica și mai mult creasta valului și va adânci depresiunea dintre creste. Valurile se vor intensifica, acest lucru va determina o modificare și mai mare a diferenței de viteză a vântului, ceea ce va atrage după sine o diferență de presiune și mai mare. Un val ușor, dacă vântul devine suficient de puternic, se va transforma în valuri uriașe care sunt periculoase pentru marinari.

Nu ar trebui să vă faceți griji despre unde și cum va apărea prima cauză. O furtună poate începe chiar și acolo unde un pește dă coada.

Apariția valurilor și intensificarea lor depind de efectul Bernoulli, dar acest lucru, desigur, nu înseamnă că, cunoscând o ecuație, știm deja totul despre un fenomen atât de complex și încă neînțeles pe deplin ca valurile pe mare. Ele depind de frecarea aerului pe suprafața apei și de vâscozitatea apei și a aerului și de formarea vârtejurilor și de presiunea vântului și de multe alte motive. Ele sunt studiate de o știință foarte fascinantă și foarte dificilă, care se numește - fizica mării.

...avioanele decolează pe cer

Fiecare aeronavă are un profil de secțiune de aripă strict calculat. Suprafața superioară a aripii este convexă. Acest lucru se face astfel încât fluxul de aer care se apropie, care curge în jurul său, să-și mărească viteza, la fel cum se accelerează fluxul de apă într-o secțiune îngustă a unei țevi. Prin urmare, presiunea deasupra aripii aeronavei scade foarte semnificativ și apare o diferență de presiune între suprafețele inferioare și superioare ale aripii aeronavei. Vidul care se formează deasupra aripii ridică avionul spre cer.

Dar acest lucru nu limitează semnificația ecuației legii conservării energiei pentru un mediu incompresibil invizibil. Proiectantul care creează noi aeronave, pilotul care controlează zborul aeronavei trebuie să-și amintească și să țină cont de el.

Imaginați-vă că un avion trebuie să zboare peste un lanț muntos înalt în ceață. În zborul orb, comandantul ghidează aeronava folosind instrumente. În cabina lui există întotdeauna un dispozitiv foarte important - altimetru, care arată altitudinea de zbor, este un manometru precis care măsoară presiunea aerului în afara aeronavei. Cu cât avionul merge mai sus, cu atât presiunea este mai mică. Dar dacă un vânt puternic bate deasupra solului, curenții de aer traversează munții și viteza vântului peste vârfuri poate deveni chiar forță de uragan. Presiunea la această altitudine va scădea semnificativ. Ce va arăta altimetrul, ce s-ar putea gândi pilotul și ce s-ar putea întâmpla - descoperiți singur.

...navele nu navighează în apropiere

Nici căpitanii de nave nu ar trebui să uite de legea lui Bernoulli. Navele nu merg pe mare în apropiere. De ce? Nu ar fi rău, după ce au navigat singur multe zile, ca două nave care se întâlneau pe ocean să navigheze câteva mile una lângă alta? Puteți vorbi cu oameni noi și chiar să vă vizitați fără să coborâți bărcile. Dar acest lucru nu se poate face! De ce?

Viteza relativă a fluxului de apă comprimată între corpurile navelor de mare viteză va crește foarte mult pe măsură ce acestea se apropie una de cealaltă. Presiunea apei dintre corpurile navelor va scădea brusc, iar presiunea uriașă a presiunii externe mai mari va apăsa navele unele împotriva altora și se poate chiar prăbuși. Ecuația lui Bernoulli interzice navelor să navigheze una lângă alta în ocean. Marinarii știu asta foarte bine.

...apa șuiera când curge din robinet

Dacă robinetul de apă este ușor deschis, atunci cu o presiune suficientă a apei, debitul în cea mai îngustă deschidere a robinetului poate crește foarte mult, în timp ce presiunea va scădea atât de mult încât va deveni chiar mai mică decât elasticitatea vaporilor de apă saturati - și apa rece din robinet va fierbe. Cele mai mici bule de vapori de apă formate în robinet, care pătrund în partea expandată, unde debitul încetinește și presiunea crește, se vor condensa și vor dispărea. În acest caz, fiecare bulă, „prăbușindu-se”, va scoate un sunet slab. Se formează o mulțime de bule, impacturile lor se contopesc în zgomot continuu - apa începe să șuiera.

În același mod, apa șuiera când un ceainic începe să fiarbă.

...putem să cântăm și să vorbim

Toată lumea știe că există corzi vocale în laringele uman. Sub influența unui curent de aer care iese din plămâni sub presiune, aceștia vibrează. Vibrațiile lor sunt cauza vibrațiilor sonore din aer. Tensiunea fibrelor musculare ale corzilor vocale, modificările formei cavității rezonante a laringelui și cavitatea bucală determină frecvența și timbrul vibrațiilor sonore. De aceea putem vorbi și cânta. Este totul clar? Nu, nu toate!

Principalul lucru rămâne neclar: de ce fluxul de aer face să vibreze corzile vocale? În timpul respirației, corzile vocale din laringe sunt larg depărtate și aerul trece liber între ele cu viteză mică, pătrunzând în plămâni. În momentul vorbirii, fibrele musculare ale corzilor vocale se încordează, se apropie și formează un decalaj îngust. Viteza fluxului de aer crește brusc, iar presiunea la marginile ligamentelor scade. Drept urmare, aproape se apropie, decalajul îngust dintre ele se închide aproape complet, iar viteza aerului scade brusc. Presiunea din spațiul dintre marginile corzilor vocale crește din nou, iar acestea diverg din nou, glota se deschide. Se aude un sunet.

Se dovedește că există o legătură directă între șuvoiul de apă care curge de la robinet și cântecul lacului. Aceeași ecuație explică multe.

De ce si cum...

O sticlă de pulverizare obișnuită funcționează;

Există pompe de evacuare cu jet de abur și apă folosite în fabrici pentru a crea un vid;

Ceea ce se întâmplă este ceea ce veți vedea singur dacă suflați de-a lungul unei bucăți de hârtie;

O minge ușoară dansează și nu cade în râul unei fântâni, chiar dacă acest râu este aerisit;

O minge de tenis care se rotește foarte rapid - „tăiată” se întoarce în lateral în timpul zborului.

Și multe, multe altele pe care ochiul tău atent le poate observa, încearcă să înțelegi și să explici singur. Încercați să înțelegeți cum și de ce s-ar putea mișca o navă neobișnuită cu cilindri rotativi uriași în loc de pânze. Luați în considerare unde trebuie să fi suflat vânturile și cum trebuie să se fi rotit turnurile cilindrice pe măsură ce această navă a traversat Oceanul Atlantic.

Puteți chiar să faceți singur un experiment special pentru a demonstra efectul Bernoulli.

Acest experiment are întotdeauna succes, iar rezultatul este foarte distractiv și instructiv.

Trebuie să-l rulați pe un creion și să-l lipiți într-un tub de hârtie. Lipiți un disc gros de hârtie la un capăt. Acesta este un dispozitiv demonstrativ. Pune o bucată de hârtie pe masă. Aduceți discul pe foaie și suflați mai tare în tub (fig. la pagina 96).

Ce se va întâmpla și ceea ce veți vedea și auzi nu mai are nevoie de explicații.

Dar cum curge apa reală prin conducte (și nu prin conducte)?

Această întrebare, așa cum sa spus deja, este foarte dificilă, deoarece apa adevărată este vâscoasă. Trebuie să știm cum se produce mișcarea într-un mediu vâscos continuu.

Apa curge dintr-un robinet, combustibilul trece printr-o conductă de petrol, navele navighează în ocean, râurile curg peste câmpii, avioanele zboară - trebuie să cunoaștem legile care guvernează mișcarea lor. Tot ceea ce se întâmplă în fluxul unui mediu vâscos nu a fost încă pe deplin elucidat. Oamenii de știință teoreticieni au reușit să găsească cele mai generale ecuații prin care ar părea posibil să se calculeze mișcarea unui mediu lichid ținând cont de vâscozitatea acestuia, dar aceste ecuații s-au dovedit a fi atât de complexe încât este imposibil să le rezolvi pentru toate, chiar și pentru practic importante, cazuri.

Dar multe tipuri interesante și importante de fluxuri au fost explorate și studiate suficient de detaliat. Ce este vâscozitatea necesar să-l tragi. Experiența arată că va fi mai mare, cu cât viteza plutei va fi mai mare și cu atât aria sa este mai mare S iar cu cât adâncimea este mai mică N(Fig. de mai jos).

Toate acestea pot fi exprimate într-o ecuație simplă:

Ea exprimă legea frecării vâscoase, de asemenea, stabilită pentru prima dată de Newton.

Factorul de proporționalitate n (așa-numitul vâscozitate dinamică) determină rezistența la mișcare într-un mediu vâscos (nu numai într-un lichid, ci și într-un gaz și chiar un solid - la urma urmei, metalul este ștanțat, tras și modelat în produse).

Vâscozitatea dinamică depinde de natura mediului; se modifică cu temperatura.

Vâscozitatea dinamică este numeric egală cu forța care acționează pe unitatea de suprafață a unei suprafețe situate într-un mediu în mișcare în care gradientul de viteză este egal cu unitatea: Acest raport definește unitatea de vâscozitate: numărător F/S are dimensiunea presiunii și trebuie exprimată în pascali, iar valoarea H/v,

reciproca numitorului are dimensiunea timpului și se exprimă în secunde. Prin urmare, dimensiunea vâscozității dinamice este produsul presiunii și timpului, iar unitatea sa este pascal secundă (Pa * s). Din anumite motive, fizicienii nu au vrut să vină cu un nume special pentru această cantitate.

Este remarcabil că vâscozitatea dinamică se găsește adesea împreună cu densitatea sub forma raportului Această cantitate se numește vâscozitatea cinematică

si este desemnat Unitatea de unitate de vâscozitate cinematică este un metru pătrat pe secundă (m 2 /s), în ciuda importanței sale mari, nu este numită în niciun fel. Dacă presupunem că stiu,

cum are loc un fenomen - aceasta înseamnă să-l descriem în limbajul matematicii - să putem crea o ecuație exactă și să putem prezice modul în care va avea loc procesul în orice condiții (adică să putem calcula), atunci trebuie să recunoaștem că, strict vorbind, încă nu știm cât de reală, vâscoasă curge apa prin conducte.

Când teoria eșuează, experiența ar trebui să ajute. Cel mai simplu mod de a vă familiariza cu mișcarea apei reale printr-o țeavă este cel mai comun exemplu - cu o țeavă de apă obișnuită. Dacă îl faceți transparent (cel puțin din sticlă) și introduceți un jet de soluție de vopsea în flux, veți putea vedea ce se întâmplă în apa care curge prin conductă. Și există atât de multe lucruri importante și uimitoare care se întâmplă acolo încât merită să insistăm asupra acestui lucru mai detaliat.

Prin mișcarea fluxurilor colorate, puteți studia clar structura fluxului de apă.

Desigur, mișcarea fluxurilor colorate corespunde exact liniilor de curgere a fluidului.

Ele urmăresc fără probleme toate modificările formei țevii, nu se intersectează nicăieri, nu sunt distorsionate sau neclare.

Pe baza vitezei cu care fluxul se mișcă, se poate studia cu ușurință distribuția vitezelor în fluxul din interiorul conductei. Se pare că cea mai mare viteză a apei se află în centrul țevii.

Cu cât este mai aproape de pereți, cu atât este mai mic; chiar la pereți viteza este zero, lichidul pare să se lipească de pereți și rămâne în repaus. Acesta este un caz foarte simplu, poate fi ușor de calculat teoretic. Formula pentru mișcarea lentă a apei printr-o țeavă poartă numele fiziologului francez Poiseuille, care a studiat mișcarea sângelui în vasele de sânge și a descoperit legea fluxului de lichid vâscos în țevi. Iată această formulă importantă: Din aceasta rezultă că cantitatea de apă Q care curge prin conductă într-o secundă va fi mai mare, cu cât diferența de presiune la capetele conductei (presiunea) este mai mare; cu cât este mai puțin, cu atât conducta este mai lungă; cu cât este mai mică, cu atât vascozitatea cinematică a lichidului este mai mare (de exemplu, apa fierbinte are o vâscozitate mai mică și se va scurge mai mult). Diametrul conductei are un efect deosebit de puternic. Debitul lichidului care curge este direct proporțional cu raza conductei cu a patra putere (

r 4 ). Printr-o conductă de două ori mai groasă va curge de 16 ori mai multă apă. Ecuația lui Poiseuille este de mare importanță în tehnologie. Conductele sunt foarte des calculate folosind această ecuație. Dar trebuie amintit că acest lucru este adevărat numai dacă există un flux strict ordonat în conducte: unul în care nu există amestecare între straturile adiacente de lichid care curge. Acest flux se numește

laminare.

Acest lucru poate fi observat cu ușurință experimental folosind aceleași fluxuri colorate într-o țeavă transparentă. Dacă începeți să creșteți treptat viteza de mișcare a apei, atunci la început modelul de curgere nu se schimbă. Liniile și curenții rămân aceleași uniforme și netede până când viteza debitului de apă atinge o anumită valoare limită, întotdeauna aproximativ aceeași pentru aceeași conductă. La viteze și mai mari, imaginea se schimbă brusc și surprinzător. Liniile netede încep brusc să oscileze, să se învârtească, să se amestece și, ceea ce este deosebit de interesant, la un studiu atent se dovedește că mișcările vortexului apar în flux. Mișcarea laminară, ordonată, se transformă brusc într-una dezordonată, cu o structură foarte complexă și misterioasă. Acest mișcare turbulentă.

În acest caz, se modifică toate proprietățile debitului, dependența rezistenței conductei de debitul apei se modifică, se modifică profilul de viteză și întreaga structură a debitului. Dar viteza chiar la pereții țevii este încă zero.

În partea de sus - flux laminar; mai jos este un flux turbulent.

Structura fluxului turbulent, în ciuda importanței sale enorme pentru tehnologia modernă, rămâne un mister. Teoria este neputincioasă împotriva calculului debitului turbulent. Practica trebuie să folosească pe scară largă experiența, exprimându-și rezultatele sub formă de formule empirice. Dificultățile în calcularea unei aripi de avion, a formei unei rachete spațiale sau a unei turbine a unei centrale electrice ar fi fost complet de netrecut dacă remarcabilul om de știință englez Osborne Reynolds (1883) nu ar fi reușit să rezolve o problemă foarte importantă, care a simplificat imediat foarte mult soluția. a multor probleme practice.

Ce este „lent” și ce este „rapid”!

În viața de zi cu zi, suntem obișnuiți să spunem: „mult” sau „puțin”, „fierbinte” sau „rece”, „rapid” sau „încet”, fără să ne gândim cu adevărat la ce este „mult” și la ce „un putin” este. Unde se termină „lent” și unde începe „rapid”?

Știința nu tolerează o astfel de incertitudine. Prezentarea noastră din secțiunile anterioare ale articolului a fost în esență inacceptabilă: să spunem că atunci când se mișcă încet, fluxul este laminar, iar când se mișcă rapid se transformă în turbulent, acest lucru este aproape nimic de spus.

La ce folosește dacă se știe că structura fluxului de sânge în vasele de sânge este laminară dacă trebuie să știi cum să calculezi liniile de apă pentru o centrală electrică gigantică.

Reynolds a găsit un răspuns minunat la această întrebare dificilă și importantă. După ce a făcut un număr mare de experimente, el a observat că dacă pentru țevi diferite, cu diametre diferite d, si pentru diferite lichide, cu vascozitate cinematica diferita v, deci selectați valoarea vitezei medii de curgere tu, astfel încât valoarea u*d/v, caracterizarea raportului forțelor inerțiale și vâscoase a rămas constantă, atunci indiferent de dimensiunile conductelor, natura curgerii în toate cazurile va fi aceeași și întreaga sa structură, locația liniilor de curgere va fi complet similară. Acest raport este de asemenea remarcabil prin faptul că este adimensional și valoarea sa nu depinde de alegerea sistemului de unități. Asigurați-vă că îl verificați singur. Această valoare remarcabilă a primit numele autorului. Se numește numărul Reynoldsși este notat cu Re.

Fluxul turbulent este foarte greu de tras. Nici un artist nu îl poate înfățișa. Dar toată lumea îl poate vedea cu ușurință și nici măcar nu aveți nevoie de fluxuri colorate sau de o țeavă transparentă pentru a face acest lucru. Deschideți puțin robinetul de apă și priviți pârâul care curge afară. La început este uniform, neted, silentios, transparent, ca o baghetă de sticlă - acesta este un flux laminar de apă de la un robinet. Acum deschide complet robinetul.

Dacă presiunea este suficientă, fluxul se va transforma, va deveni tulbure, va deveni neuniform, va începe să șuiera, suprafața sa, sub influența mișcărilor vortexurilor interne, va fluctua rapid și puternic și poate chiar începe să se prăbușească. Prin creșterea vitezei, ați depășit valoarea limită a numărului Reynolds, iar jetul de apă a devenit turbulent. Această valoare limită critică a numărului Reynolds pentru debitul în conductele cilindrice este 2000-2400.

Uită-te la fumul din coș - acesta este un bun exemplu de mișcare turbulentă.

Instalații sanitare, avion, turbină de navă Dar semnificația numărului Reynolds este departe de a fi limitată doar la capacitatea de a determina natura curgerii într-o conductă. Se dovedește că modelele complet similare sunt caracteristice oricărui flux al unui mediu vâscos continuu: chiar și atunci când fluxul scurgeri în conductă; iar apoi când el curge în jur există un corp staționar în calea lui; și, bineînțeles, când corpul se mișcă

Dacă vitezele sunt mici, fluxul curge lin în jurul corpului întâlnit pe parcurs. Liniile curente o înconjoară fără să se intersecteze sau să se distorsioneze. Fluxul este laminar. Pe măsură ce viteza crește, natura fluxului se schimbă brusc. La limita fluxului, în apropierea suprafeței corpului, în stratul limită încep să apară vârtejuri, ele sunt duse de flux, se contopesc, formând un val turbulent în spatele corpului; Formarea acestor vortexuri consumă energie, iar rezistența organismului la curgere crește.

Și cel mai remarcabil lucru este că fluxul unui mediu vâscos (apă, aer, orice gaz, orice lichid) în jurul oricărui corp este determinat de exact același număr Reynolds:

în care tu- este încă debitul, v- vâscozitatea cinematică, a Dîn acest caz denotă așa-numita dimensiune definitorie a corpului. Indiferent cât de diferite sunt două corpuri similare ca mărime, interacțiunea lor cu fluxul unui mediu vâscos va fi complet similară dacă, în conformitate cu dimensiuni, valorile vitezei și vâscozității sunt selectate astfel încât pentru a asigura egalitatea numerelor Reynolds.

Nu este nevoie să construiți o nouă aeronavă în mărime naturală pentru a-i studia comportamentul în zbor, este suficient să faceți un mic model similar și să îl testați într-un tunel de vânt la aceleași numere Reynolds.

Este imposibil să construiești o centrală electrică gigantică la întâmplare - posibilele greșeli vor costa prea mult. Dar este posibil să se construiască un model precis al întregului sistem: albia râului, barajul, deversorul și chiar turbina în sine. Cu aceleași numere Reynolds, rezultatele testelor vor arăta cât de fiabil și profitabil va funcționa viitoarea centrală electrică.

Înainte ca o navă oceanică să fie așezată într-un șantier naval, corectitudinea calculelor sale pentru carenă este verificată în experimental piscină, testând un model mic precis. Rezultatele testelor fac posibilă prezicerea cu încredere și exactitate a vitezei și eficienței viitoarei nave. Domeniul de aplicare al legilor mecanicii lichidelor și gazelor în tehnologia modernă este nesfârșit, iar problemele care pot fi rezolvate cu ajutorul acesteia sunt nesfârșite.

S-ar părea că o turbină, o navă, un baraj, un avion, conductele de petrol și apă sunt complet diferite între ele (ar putea fi date multe alte exemple) și nu este de mirare că știința face posibilă studierea și calcularea folosind aceleași legi, descrieți-i prin relații similare. Adevărat, ecuațiile hidrodinamicii moderne se dovedesc adesea atât de complexe încât, deși este posibil să le compun, ele nu pot fi încă rezolvate: matematica modernă este adesea neputincioasă în fața complexității și dificultății acestor ecuații.

Dar și mai surprinzător este că teoria fenomenelor asociate cu interacțiunea câmpurilor magnetice și a curenților electrici duce la exact aceleași ecuații - electrodinamică. Acesta este ceva de luat în considerare serios.

De ce sunt diferite robinetele de pe conductele de gaz și apă?

Dar cu adevărat, de ce? Pe conducta de gaz este instalată o supapă simplă.

Este foarte convenabil. Este suficient să îl întoarceți un sfert de tură, iar linia este blocată în siguranță. Pe conductele de apă sunt robinete mult mai complexe, dispuse diferit. Este necesar să rotiți mânerul robinetului pentru o perioadă destul de lungă, astfel încât supapa sa internă cu filet să închidă treptat orificiul pentru trecerea apei. Nu există nicio modalitate de a închide imediat un astfel de robinet.

Pana acum am luat in considerare doar fluxurile stationare, acelea in care viteza in fiecare punct putea fi considerata constanta. Întreaga imagine a procesului și teoria acestuia vor fi mult mai complicate dacă debitul se schimbă brusc. Imaginează-ți dacă ai avea un simplu robinet de gaz instalat la capătul unei conducte de apă în casa ta. Ai turnat apă în ibric și ai întors calm robinetul... Un flux de apă (densitate p) cu o lungime de poate sute de metri și o masă mare M, v, deplasându-se într-o țeavă cu viteză considerabilă având o mare rezervă de energie egală cu Mv 2 /2

oprit brusc.

Aceasta nu este o imagine fictivă, ci o imagine complet reală. Era obișnuit și a provocat multe necazuri până când marele om de știință rus N. E. Jukovski, care a creat teoria aripii avionului, a elaborat (1898) o teorie cantitativă, a cărei aplicare a oprit toate dezastrele cauzate de misteriosul șoc hidraulic.

Teoria lui Jukovski este foarte complexă, dar duce la un rezultat simplu. Pentru a calcula magnitudinea ciocanului de berbec, trebuie să cunoașteți viteza Cu propagarea undei de șoc într-un lichid. Când fluxul se oprește instantaneu, presiunea din apropierea supapei crește cu delta r=Ro*s pascali.

Nu este greu de înțeles acum de ce nu sunt necesare supape complexe cu înșurubare pe conductele de gaz. Densitatea gazului este scăzută, compresibilitatea este ridicată. Dacă fluxul de gaz se oprește brusc, deși poate apărea o creștere a presiunii, acesta va fi mic și sigur.

Fenomenul ciocanului de berbec este doar un exemplu particular de mișcare instabilă a mediilor continue. Teoria generală a acestor procese necesită luarea în considerare a proprietăților elastice ale unui lichid sau gaz. Devine mai complex deoarece trebuie luate în considerare munca de compresie.

Vortexuri

Dar semnificația acestui domeniu remarcabil al științei, cu care ne-am familiarizat doar pentru scurt timp, nu se limitează la tehnologie.

Mulți cititori vor fi probabil surprinși de ce fotografia Pământului realizată de stația automată sovietică Zond-7 este plasată în acest volum sub articolul „Cum curge apa prin conducte”, și nu sub articolul „Zbor în spațiu”. Desigur, ar fi potrivit și acolo. Dar aruncați o privire mai atentă la această fotografie minunată. Nu este o ilustrare excelentă a legilor încă neînțelese pe deplin ale originii și dezvoltării fluxurilor eterne într-un mediu continuu - în atmosfera frumoasei noastre planete?

La fel ca într-un flux vâscos, în care în apropierea suprafeței unui corp apar gradienți de viteză foarte mare pe măsură ce acesta curge în jurul lui, apar brusc lanțuri de mișcări asemănătoare vortexului, fenomene foarte asemănătoare apar în natură la scară mare.

Vârtejuri, tornade în deșert și pe mare, tornade, furtuni, cicloni și anticicloni în atmosferă, acele vârtejuri monstruoase de pe Soare, care de obicei sunt numite pur și simplu pete și poate chiar nebuloase spirale în spațiu - toate aceste vaste și vaste zone de fenomene din universul, ale cărui legi sunt încă departe de a fi cunoscute, se îmbină uimitor cu ceea ce observăm într-o conductă prin care curge apa. Toate acestea nu pot fi studiate fără aplicarea legile hidrodinamicii.

Un lanț de vârtejuri în fluxul din spatele cilindrului.

Apare un nou domeniu al hidrodinamicii, care studiază legile prin care energia Soarelui care cade pe planeta noastră este convertită în energia mișcării turbulente - se deplasează de la vârtejuri mici la altele mai mari și generează vârtejuri gigantice în atmosfera Pământului - cicloni. .

Fizicienii încep să înțeleagă cum se întâmplă acest lucru. Mecanica circulației generale globale a atmosferei este creată cu presupunerea surprinzătoare și de neînțeles a existenței unei vâscozități turbulente negative. Dar nimeni nu știe încă de ce se întâmplă asta.

Nașterea tornadelor rămâne un mister.

Nu credeți că pentru a vă familiariza cu mișcările vortexului, va trebui să mergeți în deșert, să înotați în oceane sau să mergeți la un observator astronomic.

Un bulgăre de argilă brută este tare, își păstrează forma, dar sub sarcină lutul este plastic - curge. Jeleul de pe farfurie este elastic și, prin urmare, solid, dar la deformare devine lichid. Este aluatul tare? Nu. Lichid? Nici nu. Cum este? Și trebuie să știi asta.

În caz contrar, nu veți putea construi mașini bune pentru brutării. Care sunt proprietățile betonului neîntărit? Care sunt proprietățile gemului, roșiilor, sosului de mere? Care sunt proprietățile sângelui nostru, soluțiile de substanțe polimerice, lubrifianții, o varietate de suspensii și emulsii, ulei? Conform ce legi se deplasează petrolul în subteran într-o gaură de foraj? Conform ce legi este transportat prin conducte de petrol pe mii de kilometri? Toate aceste întrebări importante legate de substanțele cu vâscozitate anormală, cu vâscozitate structurală, de substanțe care sunt denumite în mod obișnuit non-newtoniene, sunt acum rezolvate de o nouă știință, secțiunea de mecanică generală și fizica continuumului - reologie,

știința proprietăților plastice ale materiei, fluiditatea ei.

Reologia controlează mișcarea sângelui în corpul nostru, activitatea uleiurilor lubrifiante în rulmenții mașinilor de mare viteză și formarea straturilor de rocă de-a lungul a milioane de ani. Provocări viitoare Din acest articol, desigur, tocmai ați învățat că există o mare zonă de mecanică -

Apar deja probleme noi, extrem de importante, care necesită o dezvoltare ulterioară a mecanicii continue. Soluția lor este absolut necesară: trebuie creată o teorie pentru fluxul de gaze și lichide în jurul corpurilor în care au loc reacții chimice. Acest lucru este necesar pentru chimie, pentru a calcula și construi reactoare chimice de o putere enormă; este necesară o teorie a fluxurilor în care apar transformări de fază. Fără ea, este imposibil să se construiască turbine cu abur de mare putere și economice. Picăturile de apă lichidă care se condensează din abur pot distruge palele turbinei și pot provoca un dezastru; teoria decolării navelor spațiale impune dezvoltarea unor metode de calcul a fluxurilor în care ionizarea gazelor este posibilă și apar salturi uriașe de temperatură care distrug suprafața corpului.

Este foarte important să poți prezice vremea cu precizie și cu mult timp în avans, iar pentru aceasta trebuie să știi după ce legi are loc mișcarea maselor de aer în atmosfera Pământului și a curenților marini din ocean. Știința se confruntă cu misterul existenței unor procese uimitoare - o mare regiune de fenomene cu vâscozitate negativă.

Ele sunt încă departe de a fi studiate și dezlegate, dar, fără îndoială, astfel de procese joacă un rol important în atmosfera pământului, iar cunoașterea lor este necesară și pentru a înțelege cum se formează galaxiile spirale în Univers. Destul de recent s-a născut un nou domeniu al științei - fizica plasmei - un mediu format din particule încărcate, gaz ionizat (de obicei la temperatură ridicată). Exemple de plasmă: flacără, gaze fierbinți, starea materiei în stele. Fizica plasmei este fundamentul teoretic pentru rezolvarea problemei fuziunii termonucleare controlate. Calea pentru rezolvarea acestei probleme a fost conturată în lucrările remarcabilului fizician sovietic L. A. Artsimovici. O nouă ramură a chimiei apare - chimia plasmei,

studiind procese chimice inaccesibile anterior la temperaturi foarte ridicate ce depășesc zece mii Kelvin.

Fenomene foarte importante, foarte interesante și foarte necesare apar atunci când plasma este expusă câmpurilor magnetice. În principiu, devine posibilă transformarea directă a energiei chimice a arderii combustibilului în energie electrică cu o eficiență foarte ridicată. Aceste sarcini gigantice necesită noi metode de calcul. O nouă știință apare deja - cu posibilități imense, dar și cu dificultăți foarte mari. Această știință frumoasă, fascinantă, cea mai simplă și mai complexă, cea mai bătrână și cea mai tânără, cea mai obișnuită și cotidiană și cea mai misterioasă și enigmatică știință - mecanica continuă - are mult de lucru.

Asta-i lut!

Tipuri absolut uimitoare de roci sedimentare se găsesc ocazional în natură.