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捏扁水管出口后,如果水管出口处水流速度增加的话,那么水管出口处的压强也会增加吗

时间: 2023-01-28 11:08:20 | 来源: 喜蛋文章网 | 编辑: admin | 阅读: 93次

捏扁水管出口后,如果水管出口处水流速度增加的话,那么水管出口处的压强也会增加吗

流体力学问题,手捏住塑料水管的一个地方,我觉得它该处的流速和压强都增加了,这是不是和流体力学相悖?

手捏住塑料水管一个地方,水受压肯定压强增大啊,流速我明显感觉流束更加湍急了,而且流量也一直保持不变,是和流体力学相悖嘛?
这就不对了,你理解错了,你想想他为什么流速快,一个水龙头出水量不变,若水管变狭小流速一定增大,此时水管内压强变小。
而你理解的压强,应该是指,喷出水的距离,当水管变狭小时压强变小,后方水对起压强不变,当然会使他喷出的远。
流量不变????真是闻所未闻
考虑极端条件,你捏紧水管,这时候水无法通过水管,流量是0好吧
一根水管粗的地方水流慢,细的地方水流快,通过截面的水流量是一样的!

为什么把水管出水口捏扁可以让水流射得更远?

首先你要明白的是,1.自来水可以理解为恒压供水,2.手捏水管改变了出水口面积,同时为管道末端强行增加了一个能量损耗点。
逻辑是这样的,手捏住水管减小了出口断面面积,如果流量不变的话必然导致出口流速增加。但是与此同时,手捏管也增加了管道出口局部能量损失,继而增加了整个管道系统的能量损失,因此管道所输送的流量必然减小,流量减小那么流速也要减小,。。。咿?矛盾了是不? 其实并不是,为什么?因为你手捏管还减小了出口面积呀~虽然流量减小了,但是相比面积所减小的程度,流量减小的那一点点不值一提,所以直观上看流速还是增加了,水流更急也更远了。
归根到底,就是因为你手捏管,使得出口面积减少的特别多,而出口处的阻力只增加了一点点,对流量影响实在是太小了。
你要不信,打开水龙头,再慢慢关上,你会发现水并没有越来越急,反而越来越小,为啥呢? 因为水龙头关上的过程中不仅减小了出口断面面积,同时提供了极大的阻力,造成了很大的局部能量损失,导致流量减少的太多了,所以即便出口面积也变小了,但是流量下降的趋势更明显,因此直观的看,水流变小了。总的来说,是因为出口处的压力变大了。

而出口速度,取决于出口压力。

把管子看做两部分,管子头(被捏住的)和管子身。

因为手捏管子头,管子整体的阻力增大了,所以流量下降。

流量下降所以管子身的压力损失减小,而水龙头处(严格说应该是水塔处)压力不变,所以管子头处压力变大了。

当整体流速小到一定程度时,影响忽略不计,压力趋近于水龙头出的压力,这时能达到的射程,就是极限了。

当然,水流过小,受空气阻力的影响就更明显了。

为简化讨论,假设水塔容量无限,水面距离地面100米。

场景一:在水塔底部安装一根手指粗的导管,把水引到地面。设导管末端水流速度为V。

由于水流的粘滞力,这个水流速度V肯定是比水流自由落体下来要慢上不少。
从另一个方向看,这其实就是伯努利的“流体速度越大、压力越低”——或者说,导管内高速水流的粘滞力,使得水压无法完整传递下来(消耗在抵抗粘滞力做功上了)。

场景二:在场景一那根导管末端,我们接一段直径10厘米的新导管。设新导管末端水流速度为V1。

很明显,V1远小于V。
因为手指粗的导管流量不足,射出的水流会在碰触10厘米粗的新导管壁后被减速、最后流量不变、速度降低。最终速度V1:V大约相当于两个导管的截面积之反比。

场景三:堵上场景一那根导管末端,仅留一个针尖大小的开孔。设开孔处射出水流速度为V2。

由于开孔太小,导管中水流近乎静止。于是水压近乎完美传递到小孔处。
换一个方向说,就是极低的流速下,粘滞力极低,故而极大的减小了水的重力势能转换成动能过程中、抵抗粘滞力做功所需的消耗。

当导管直径和小孔直径之比接近无限大时,问题等效为“一个盛满水的圆柱形容器高100米,在它的底部开一个小孔,问水流出小孔时的速度”——这就回到高中知识上了。

综上可见,这个问题中,导管和最终出水那个洞的截面积之比是关键:如果出水的洞截面积相对于导管比较大,就必须考虑水流过导管时的粘滞力,出水速度就会变低(此时必须考虑导管长度等因素);反之,如果出水的洞截面积相对于导管直径几乎可忽略不计,则问题回归到高中知识,此时出水速度最大。

捏住水管口就是减少出水处的截面积,自然水就喷的更远了。

用小学生都能读懂的文字来描述一下。射的远是因为压力高,压力高是因为你捏扁了水管出口,造成流量减少,积攒在水管内的水变多,造成压力上升。也就是说,捏扁了肯定流量减少了。
有人会说,明明自来水的压力是恒定的,为啥说压力升高。一切因为节流啊,咱就不算水管延程损失啥的,只算龙头的节流损失,假设龙头前压力恒定。龙头后面的压力取决于压力损失,流过龙头的流量越大,压力损失越大(龙头开度恒定)。这很好理解吧。举个例子,流量小到为零,就是皮管被你完全捏死了,龙头的压力损失为零,皮管内压力等于龙头前压力。流量很大,比如皮管很粗,那么流量就很大,龙头的压力损失很大,皮管的水只能淌着出来

为什么感觉水管放水速度越大时压强也越大

你提的问题有两个方面的意思

水管放水速度越大时,水柱周围的气体压强越小

水管放水速度越大时,水流冲击到接触面的时间越短,单位时间内冲击到接触面的水的质量越大,动量改变越大,水的冲击力越大,产生的压强越大

你的感觉是第二种情况,水管放水速度越大时水产生的压强也越大

使劲捏紧管口时,会使水管内水的压强如何变化

要全面分析这个问题:

使劲捏紧管口时,会使被捏紧的管口内流速变大,压强变小;但其余管内的压强反而变大,这是因为捏紧管口增大了管道的总阻力(总阻力包括管道的沿程阻力和管口被毁紧后的局部阻力),当管道起端压力不变的情况下,管道的流量变小了,流量变小又致使管道的沿程阻力变小,即压力损失变小,管道上某断面的压力等于管道起端的压力减去从起端到该断面的压力损失,所以该断面的压力反而增大了。
答:由于初中物理的流体压强关系可以知——物体流速越快,压强越小。
当用手捏紧管口,减小了该处的横截面积,又因为液体横截面积不变,所以速度加快,因而该处压强变小。
管内的压强变大,管口变小。理由和第一条回答一样。
文章标题: 捏扁水管出口后,如果水管出口处水流速度增加的话,那么水管出口处的压强也会增加吗
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