2018-01-27
Модель водопровода. Из поднятого на некоторую высоту $H$ резервуара выходит, магистральная труба постоянного сечения $S_{1}$, переходящая в короткую трубку сечением $S_{2}$, перекрытую краном. Найти давление в магистральной трубе при открытом кране.
Решение:
Пусть скорость води а отверстии крана $v_{2}$, а в магистральной трубе $v_{1}$.
Пренебрегал изменением уровня воды в резервуаре, запишем уравнение Бернулли для трех точек: на поверхности воды в резервуаре, в трубе и в отверстии крана.
$\rho_{атм} + \rho gH = p_{1} + \frac{ \rho v_{1}^{2}}{2} = p_{атм} + \frac{ \rho v_{2}^{2}}{2}$. (1)
Добавим к этой системе уравнение непрерывности: $v_{1}S_{1} = v_{2}S_{2}$.
Из системы трех уравнений находим: $p_{1} = p_{атм} + \rho gH \left ( 1 - \left ( \frac{S_{2}}{S_{1}} \right )^{2} \right )$.
Из (1) видно, что манометр, помешенный в движущуюся воду, покажет давление на величину $\frac{ \rho v_{1}^{2}}{2}$ меньшую, чем в неподвижной воде.