Problème hydrodynamique avancé - Niveau universitaire

[soho2025]

Salut à tous les gars sont nouveaux sur ce forum, et j'écris ce post pour vous demander de l'aide sur un problème d'ingénierie mécanique, hydrodynamique, niveau avancé que je ne suis pas en mesure de résoudre et j'espère que certains d'entre vous certainement mieux que moi peut m'aider.

le problème est comme suit: (J'attache le diagramme de plomberie, désolé je sais que ce n'est pas précis, je l'ai mis sur le vol sur la copie pc du livre des exercices, malheureusement il n'est pas à l'échelle mais il devrait être utile de comprendre l'exercice)trouver l'entité de la force qui doit être appliquée au piston hydraulique, placé dans le réservoir bleu ci-dessous, contenant 48 mille litres d'eau pour le vider en 25 secondes à travers un tube de diamètre 0,9m et longueur 1 m qui se rétrécit à un diamètre de 0,25m et longueur 105 m connecté au réservoir sphérique également de 48 m3 en haut.

densité du fluide hydrique à 20 degrés celsius = 998,21 kg / m ^ 3

viscosité dynamique de l'eau à 20 degrés celsius = 0,001002 p.s.


calculer :

• force totale à appliquer au piston pour vider le réservoir dans le temps spécifié, compte tenu des pertes de charge continues et localisées, (tuyau en acier à très faible ride)
• puissance dans le piston kwh

pratiquement le piston a une course de 1 mètre et il est nécessaire de calculer la force et la puissance de ce dernier nécessaire pour vider complètement le réservoir au fond et par conséquent remplir le réservoir sphérique de volume égal placé en haut.

J'ai essayé de le résoudre, en calculant la force nécessaire et j'obtiens environ 3000 kn avec une puissance de 1050 kWh, mais je ne sais pas où je me trompe et le résultat ne mène pas avec celui de l'exercice. J'ai calculé les pertes de charge dans les 2 rétrécissements, dans les 3 courbes, les pertes de charge continue et la force d'écoulement nécessaire à partir du réservoir, pour calculer la puissance que j'ai calculée avant le travail mais rien à faire.

Je remercie d'avance quiconque peut résoudre le problème et m'aider.

Merci

 

[MassiVonWeizen]

Salut à tous les gars sont nouveaux sur ce forum, et j'écris ce post pour vous demander de l'aide sur un problème d'ingénierie mécanique, hydrodynamique, niveau avancé que je ne suis pas en mesure de résoudre et j'espère que certains d'entre vous certainement mieux que moi peut m'aider.


Je remercie d'avance quiconque peut résoudre le problème et m'aider.

Merci

les tâches ne résolvent pas, discutent avec l'étudiant.
joignez vos calculs, comme vous les avez développés et votre raisonnement

 

[meccanicamg]

Est-ce que vous avez simplement fait du tort aux unités ? Si vous placez l'exercice comme vous l'avez résolu, avec tant de notes et d'hypothèses, nous pouvons comprendre si l'erreur est numérique, formule ou concept.
travailler avec l'eau dans des conditions standard est l'application de bernoulli, les pertes de charge concentrées et distribuées, le poids de l'eau à l'altitude et peu plus.
Le réservoir supérieur est-il fermé ou ouvert? Cela rend la pression de calcul un peu différente.
Nous attendons votre match.

 

[soho2025]

les tâches ne résolvent pas, discutent avec l'étudiant.
joignez vos calculs, comme vous les avez développés et votre raisonnement

@massivonweizen vous avez raison désolé Je n'ai pas joint les calculs;
pratiquement pour l'exercice dans le calcul de la force, j'ai divisé le problème en 4 points:

- point a -> calculez la force nécessaire pour déplacer la masse de 48 mille litres + force de sortie du réservoir vers le tube. J'ai calculé la surface du tube d=0,9m, donc 0,635 m2 de la zone où j'ai obtenu l'espace en faisant le volume/la surface puis le 48 m3 du réservoir / 0,635 m2 = 76 m. J'ai ensuite calculé la vitesse en faisant l'espace puis les 76 mètres / 25 secondes = 3 m/s.
à partir de la vitesse avec la formule et = 1/2*m*v^2 = 0,5*48000 kg * (3m/s)^2 = 216000 joules.
diviser l'énergie pour l'espace pris du piston qui est 1 mètre fait écho à la force nécessaire donc toujours 216000n.

- point b) calcul des pertes localisées de retrait de 0,9 m à 0,25 + les 3 courbes présentes dans le tuyau. avec la formule de ya darcy = sa*(v)^2/2g J'ai calculé les pertes de charge localisées, en sachant qu'il s'agit d'un coefficient déposé. j'ai donc utilisé bernouilli avec la formule v1*s1=v2*s2, puis de 3 m/s à la sortie du réservoir dans le tube de 0.9 devient 227 m/s puis augmente à nouveau en rétrécissant à 0,25 m il devient 735 m/s. pour les 3 courbes qui sont sur le tube de 0,25 m de diamètre j'ai toujours utilisé la formule darky. les coefficients utilisés sont sa = 4 dans les retraits et 0,6 dans les courbes. la perte de charge que j'ai l'écho est dans l'eau de colonne de mètres, plongée pour 10,2 je reçois les barres puis convertir en pascal. sachant alors que la surface et la pression font écho à la force appliquée.

- Oui. calcul des pertes de charge continue, pour le premier étirement de 0,9 m de diamètre et de longueur 1 mètre je ne les calculais pas comme négligeables compte tenu de la longueur modeste du tuyau, tandis que dans l'étirement de 0,25 en diamètre et de longueur 105 mètres j'ai calculé d'abord le nombre de réynolds avec la formule re = (vitesse * diamètre * densité ) / viscosité j'obtiens un certain nombre de réynolds sur 300 ml en raison de la vitesse élevée du flux donc mouvement turbulent.
par conséquent, avec la formule j = f friction * (1/d)* densité * (v^2)/2 * longueur tubulure I calculé la perte de charge continue. aussi ici comme dans les localisés je divise pour 10,2 ce qui convertit de mètres l'eau de colonne en bar puis divisé 100000 pour les pascals et connaissant la pression et la surface je reçois la force.

- point d force minimale pour déplacer la masse d'eau, dans ce cas le calcul est simple parce que le 48000 kg d'eau correspond à 470880 n (obtenu en masse * g).

au total j'ai:

- Oui.
- b -> 1500 kn perte de charge + 400n perte de charge 3 courbes
- c -> 414 kn perte de charge continue
- d -> Force minimale de 470 kn pour déplacer la masse d'eau

au total, je reçois 2600 kn pas 3000 comme j'avais écrit sur le commentaire ci-dessus, j'avais tort avant désolé, c'est que je n'obtiens rien de plus sur ce problème.

alors le pouvoir ne vient pas à moi même 1050 kwh comme je l'ai écrit ci-dessus parce que je ne sais pas comment calculer le travail, mon doute est
le déplacement à considérer pour le calcul du travail est 1 mètre qui est le déplacement du piston qui déplace l'eau ou le total de 106 mètres que l'eau voyage pour atteindre le réservoir au sommet? parce que les 106 mètres sont une conséquence indirecte du fait que l'eau étant comprimée par le piston dans le petit tube de section, la pression augmente incroyablement et puis il arrive en allant plus de 100 mètres mais je ne pense pas qu'il est juste de le calculer de cette bonne façon ?Désolé pour la confusion dans l'écriture du post, mais je ne peux pas comprendre que cet exercice me rend fou tous ces calculs.

 

[soho2025]

Est-ce que vous avez simplement fait du tort aux unités ? Si vous placez l'exercice comme vous l'avez résolu, avec tant de notes et d'hypothèses, nous pouvons comprendre si l'erreur est numérique, formule ou concept.
travailler avec l'eau dans des conditions standard est l'application de bernoulli, les pertes de charge concentrées et distribuées, le poids de l'eau à l'altitude et peu plus.
Le réservoir supérieur est-il fermé ou ouvert? Cela rend la pression de calcul un peu différente.
Nous attendons votre match.

le réservoir en haut a fermé, en ce qui concerne les unités de mesure je ne sais pas vraiment je crois vraiment à mal la procédure à ce stade, comme je l'ai fait 5 fois revérifier les unités de mesure

 

[soho2025]

Il y a d'autres facteurs de force/perte de charge ou de pression qui doivent être considérés que j'ai perdu ? Pourquoi je ne peux pas vraiment comprendre

 

[meccanicamg]

avec la géométrie de la vitesse de calcul du tuyau dans les sections et donc la force qui sert au piston.
la puissance au piston est de faire une piste de course d'un mètre qui correspond au travail de tirer l'eau du piston au réservoir élevé.

 

[meccanicamg]

Comment est-il possible que le piston ait un volume de 48m3 s'il a un diamètre de 5 mètres et une course de 1 mètre? la zone est 19,6m2 qui se multiplie par 1 il y a 19,6m3 par cycle de pompage.
Si je dois déplacer 48m3 en 25s, je dirais que si je suppose que 1dm3=1l... vous avez une gamme de 1920l/s et c'est le flux de calcul constant dans le tuyau... mais si le cylindre ne fait que 19,6m3/race... c'est une autre histoire.

Puisque l'aqua incompréhensible peut être dit dans la première approximation que le débit volumétrique est préservé comme la masse est certainement préservée dans toutes les sections.

à chaque diamètre correspond à sa vitesse.


le piston devra soulever une colonne d'eau égale au poids, mais un étirement est une montée verticale, une pièce horizontale... et un descendant... doivent calculer correctement la composante de pression géodésique. puis le piston devra gagner les fuites dynamiques d'eau dans le tuyau (fuites ciblées et distribuées).
Si vous ne mettez pas l'équilibre dans le système avec bernouls, avec toutes les pertes de charge, vous ne pouvez pas connaître la prévalence qui devra fournir le piston.... Donc vous ne pouvez pas connaître la force qui devra faire parce que f=p•a.
la puissance, puisque le travail et la vitesse du porteur sont des horizons et des parallèles, vous pouvez écrire directement comme p=f•v... voir pourLa vitesse est celle du piston, pas du tuyau de sortie.

Où que ce soit pour comprendre... S'il s'agit d'une pompe à piston, elle devra faire plus d'un tour pour faire le débit désiré... sinon il y a au moins une mauvaise figure dans le texte.

Je pense que le raisonnement que vous avez fait n'est pas juste.

 

[soho2025]

Comment est-il possible que le piston ait un volume de 48m3 s'il a un diamètre de 5 mètres et une course de 1 mètre? la zone est 19,6m2 qui se multiplie par 1 il y a 19,6m3 par cycle de pompage.
Si je dois déplacer 48m3 en 25s, je dirais que si je suppose que 1dm3=1l... vous avez une gamme de 1920l/s et c'est le flux de calcul constant dans le tuyau... mais si le cylindre ne fait que 19,6m3/race... c'est une autre histoire.

Puisque l'aqua incompréhensible peut être dit dans la première approximation que le débit volumétrique est préservé comme la masse est certainement préservée dans toutes les sections.

à chaque diamètre correspond à sa vitesse.


le piston devra soulever une colonne d'eau égale au poids, mais un étirement est une montée verticale, une pièce horizontale... et un descendant... doivent calculer correctement la composante de pression géodésique. puis le piston devra gagner les fuites dynamiques d'eau dans le tuyau (fuites ciblées et distribuées).
Si vous ne mettez pas l'équilibre dans le système avec bernouls, avec toutes les pertes de charge, vous ne pouvez pas connaître la prévalence qui devra fournir le piston.... Donc vous ne pouvez pas connaître la force qui devra faire parce que f=p•a.
la puissance, puisque le travail et la vitesse du porteur sont des horizons et des parallèles, vous pouvez écrire directement comme p=f•v... voir pourLa vitesse est celle du piston, pas du tuyau de sortie.

Où que ce soit pour comprendre... S'il s'agit d'une pompe à piston, elle devra faire plus d'un tour pour faire le débit désiré... sinon il y a au moins une mauvaise figure dans le texte.

Je pense que le raisonnement que vous avez fait n'est pas juste.

@meccanicamg Merci pour votre explication. C'est clair. en ce qui concerne le volume est 48 m3 car il s'agit d'un parallélépipède pratiquement est 5 mètres de large 1 mètre qui est la course donc la longueur est 9,6. 48 m3 = 9,6 *5*1.
erreur mon excuse que je ne l'ai pas précisé. en ce qui concerne les caractéristiques du composant s'il s'agit d'une pompe à piston, je ne sais pas car le texte de l'exercice n'est pas spécifié, mais il signale simplement le piston, donc je ne sais pas. le piston de la conception originale est connecté à un panneau ce dernier pousse l'eau, et le panneau est de la surface de 5 mètres de hauteur pour la longueur 9,6 mètres alors que l'épaisseur n'est pas signalée parce négligeable. fait pratiquement le piston piston

 

[meccanicamg]

puis le réservoir à pistons contient 48m3 et est pressé en une seule course. hauteur 5m, course 1m, largeur 9,6m.

Vous devez revoir l'approche de l'exercice.

Vous verrez que vous trouverez des nombres plus raisonnables.