Kan ik de druk in een reservoir verhogen door het oppervlak te laten bewegen?

Stel ik heb een groot open reservoir gevuld met water. De druk op de bodem zal gelijk zijn aan de luchtdruk op het wateroppervlak + de hydrostatische druk.

Volgens de wet van Bernoulli betekent een sneller bewegende vloeistof ook een lagere druk. Nu vroeg ik mij af: zou dat ook omgekeerd werken?

Dus stel ik installeer een stromingspomp op het oppervlak die het oppervlak sneller doet stromen maar de beweging van het water op de bodem blijft beperkt (tot een klein beetje uitstroom om de stroomlijn te behouden en de wet van Bernoulli geldig te laten blijven).

Is het dan correct om te concluderen dat de druk op de bodem toeneemt?

Verwijderde gebruiker

8 jaar geleden

in: Natuur- en scheikunde

2.1K

2.1K keer bekeken

erotisi

8 jaar geleden

Als je begrijpt waarom een snel bewegende vloeistof minder druk veroorzaakt kun dat andersom ook verklaren. Dus begrijp jij waardoor een snel bewegende vloeistof lagere druk geeft?

Poet

8 jaar geleden

Ik begrijp je vraag niet goed: je wilt weten of het omgekeerde van snelle bewegen ook effect heeft maar je gaat juist een pomp neerzetten om het water sneller te laten stromen?
En: stroomt het oppervlakkige water dan rond in het reservoir? Of gaat het sneller naar een overlaat waar het het reservoir verlaat? Of naar een buis?

erotisi

8 jaar geleden

Je laatste zin begrijp ik eigenlijk niet goed, Daki, want je zou gezien hetgeen je daarvoor zei toch juist veronderstellen dat ook dan de druk afneemt? Toch lijk je te verwachten dat de druk toeneemt. Is dat een abuis of hoe moet ik jouw veronderstelling begrijpen?

Erna55

8 jaar geleden

Volgens de wet van Bernoulli, geïntroduceerd door Daniel Bernoulli (1700 – 1782) zal de druk van een vloeistof of gas afhangen van de stroomsnelheid en de hoogte van het medium: hoe groter de stroomsnelheid, des te lager zal de druk zijn.
In feite beschrijft deze wet de wet van behoud van energie voor een sterk vereenvoudigde situatie waarin alleen druk, snelheid en hoogte veranderen. Ik begrijp je gedachte niet dat oppervlakterimpeling invloed heeft op de druk.

Verwijderde gebruiker

8 jaar geleden

Ja, maar intuïtief klopte het niet, en in praktijk ook niet, want de stroomlijn is niet dezelfde, de vloeistof hoeft niet af te remmen dus zal er ook geen hogere druk zijn beneden. Mijn euro is pas gevallen nadat ik de vraag has gesteld. De pomp was om het water in beweging te houden, daar waar de luchtdruk op het oppervlak drukt, was inderdaad de bedoeling van het rond te laten stromen of zo, maar dan geldt Bernoulli dus logischerwijs ook niet. Overlaat was ook een goed idee geweest maar ook dan moet het niet afremmen, dus blijft in principe hetzelfde. Wat die laatste zin betreft, dat was om Bernoulli te laten kloppen (maar dus niet goed genoeg). Het punt was wel dat de vloeistof daar trager te laten stromen. In 1 stroomlijn is dat natuurlijk alleen mogelijk door de leiding of het reservoir te laten toenemen in doorsnede. De reden dat ik de vraag over de oppervlakbeweging wilde stellen is omdat deze normaal quasi niet aanwezig is en er dus enkel de omgevingsdruk aanwezig is en geen stuw- of hydrostatische druk. Mijn huidig idee hierover (misschien dat iemand dat nog kan bevestigen) is dat de stroomlijn gerespecteerd zal moeten worden om bernouille te laten kloppen, dus dat de vloeistof in het reservoir zal moeten passeren. Wanneer het daarna in snelheid afneemt (waar dan ook), dan blijft de druk toenemen volgens dezelfde redenen als ooit door Bernoulli bedacht, op voorwaarde uiteraard dat er geen wrijvingsverliezen mee spelen. De kracht om het water af te remmen blijft namelijk aanwezig/nodig.

Heb je meer informatie nodig om de vraag te beantwoorden? Reageer dan hier.

Antwoorden (1)

de wet van Bernoulli is niet geldig in een (gesloten) reservoir. Betreffende wet gaat uit van een situatie zonder viscositeit. Die randvoorwaarde mag je alleen hanteren als het stromende medium de "oneindigheid" is de het voorwerp. in jouw geval dat reservoir, eindig is.
Zoals een vliegtuigvleugel maar een klein oppervlak heeft tov de atmosfeer, en het voor de effecten bij de vleugel niet van belang meer is of de lucht achter het vliegtuig een andere stroomsnelheid heeft gekregen.
Wat je beschrijft is stromend water bovenaan en veel minder stromend water onder aan. Deze zou je voor druk berekening moeten opdelen in allemaal dunne laagjes en bij elk laagje de druk op de laag eronder berekenen. Feitelijk dus een integraal berekening.

Als je een stromende rivier hebt, "oneindig" lang tov je reservoir, is de druk op de bodem waarschijnlijk wel lager dan als het water stilstaat.
Ga je bij de bodem het water afremmen dan creëer je alleen op die laag een lagere stroomsnelheid en toename van de druk, maar tevens verminder je de gemiddelde stroomsnelheid van de gehele rivier. Dan is slechts de lagere gemiddelde stroomsnelheid verantwoordelijk voor hogere druk aan de bodem.

De druk op de bodem zal nooit hoger worden in een dergelijk systeem dan die je krijgt bij stilstaand water. Het bewegen vh oppervlak zal dus geen drukverhoging geven.Het stoppen van bewegen (bij al stromend water) kan dat wel.....afdammen van de "rivier" zowel stroom opwaarts als stroomafwaarts dus.

(Lees meer...)

Verwijderde gebruiker

8 jaar geleden

Verwijderde gebruiker

8 jaar geleden

Die wet van Bernoulli moet in dat reservoir ook geldig zijn zolang aan alle voorwaarden voldaan wordt. Dat die stromende rivier voor een lagere druk op de bodem zorgt lijkt mij niet te kloppen aangezien daar geen snelheidsverandering plaatsvindt. De drukveranderingen, de stuwdruk, wordt veroorzaakt door de kracht die de vloeistof ondergaat tijdens het versnellen of vertragen. Zo bekeken kan je wel een hogere druk op de bodem bereiken als die kracht maar aanwezig is en de vloeistof dus in de juiste richting en op de juiste plaats die snelheidsverandering ondergaat. Zie ook mijn reactie onder de reacties op de vraag. Mijn euro is inmiddels gevallen door de waarom achter Bernoulli te betrekken bij mijn redenering.

Verwijderde gebruiker

8 jaar geleden

Bij stroming langs een oppervlak treedt druk verlaging op. Dit blijkt als je 2 blaadjes papier verticaal laat hangen en je blaast dan er tussendoor.
Ook als die stroming tussen de blaadjes door constant is (mbv ventilator bv) zal de druk daar nog steeds lager zijn dan aan de andere kant van die blaadjes waar stilstaande lucht zit.
Het principe waar een vliegtuigvleugel op gebaseerd is....snellere stroming boven de vleugel dan aan de onderkant door de bovenkant dmv kromming langer te maken dan de onderkant.
Een vergelijkbare proef kun je ook in water uitvoeren. Wel even een goede proefopstelling bouwen waarbij wel het water tussen de vertikaal geplaatse platen door gaat, maar er niet langs. Je kunt ook proefjes gaan doen dmv het steken van vleugelprofielen in het water. Let er wel op dat vanwege het heel andere reynolds getal van water tov lucht de effecten ook anders zijn.
Uiteraard zul je wel een hogere druk creëren als je water verticaal naar de bodem pompt...maar die extra druk komt puur van het pompvermogen.
Zie ook euler en dynamische vloeistof drukval. https://nl.wikipedia.org/wiki/Stromingsleer

Verwijderde gebruiker

8 jaar geleden

De wet van Bernoullli schijnt een foutieve verklaring te zijn voor het verschijnsel van de 2 blaadjes papier. Een vliegtuigvleugel is volgens zijn vorm een ander principe dan een blaadje papier. De toegevoegde druk wanneer je een vloeistof gaat verpompen neemt gewoon deel aan de wet van Bernoulli. Je voegt dan gewoon energie toe (wet van Bernoulli is eigenlijk afgeleid van de wet van behoud van energie). Een druk is een kracht op een bepaald oppervlak. Die kracht moet er dus zijn en moet een 'reden' hebben om ergens aanwezig te zijn. Is die reden aanwezig, dan is de wet van Bernoulli dus geldig. Anders niet.

Weet jij het beter..?

Het is niet mogelijk om je eigen vraag te beantwoorden Je mag slechts 1 keer antwoord geven op een vraag Je hebt vandaag al antwoorden gegeven. Morgen mag je opnieuw maximaal antwoorden geven.

0 / 5000