Presión estática en un Venturi vs flujo libre

Parece que tenemos dos medidas de presión en conflicto en un sifón Venturi abierto a la atmósfera,
.

El principio de Bernoulli dice que, por conservación de energía para un flujo constante q , la presión estática en una constricción debe disminuir a medida que aumenta la velocidad,

PAG 1 > PAG 2 < PAG 3 .

Dentro de la tubería (aislada de la atmósfera), esta presión estática PAG 2 puede caer por debajo de la atmósfera exterior, PAG Cajero automático

Si introducimos una apertura entre la constricción y la atmósfera entonces tenemos una relación entre PAG Cajero automático y PAG 2 .

La explicación clásica de la succión Venturi es que el PAG Cajero automático es mayor que PAG 2 empujando el fluido hacia la presión más baja.

Sin embargo, se cita muchas veces que un fluido no puede soportar un gradiente de presión sin un flujo.

Y en una corriente libre su presión es igual a la presión circundante

De " Mecánica de fluidos " de Frank M. White:

Cuando un flujo de fluido sale de un conducto interno confinado y sale a una "atmósfera" ambiental, su superficie libre queda expuesta a esa atmósfera. Por lo tanto, el chorro en sí también estará esencialmente a presión atmosférica.

Esto intuitivamente tiene sentido como si tuviéramos que introducir y -impulso (abajo de la y -eje) se transferirá rápidamente a través del líquido y empujará contra la parte inferior de la tubería que empujará hacia arriba contra el y -Entrada de impulso. Las fuerzas se cancelarán rápidamente por lo que no habrá flujo en el y -dirección.

así que en el y -en dirección perpendicular al flujo no puede haber diferencia de presión PAG 2 = PAG Cajero automático pero en el X -dirección tiene que haber una diferencia de presión,

PAG 1 > PAG 2 < PAG 3 .

Esto solo puede parecer posible si ignoramos el principio de Pascal de una presión estática (como PAG 2 ) actuando por igual en todas las direcciones.

¿Que esta pasando aqui? ¿Cómo puedo equiparar estas dos reglas diferentes?

Respuestas (1)

La reducción de presión en regiones de alta velocidad de flujo, en virtud del principio de Bernoulli, ocurre ya sea que el flujo esté expuesto a la atmósfera o no. El principio de Bernoulli es una consecuencia de la conservación de la energía en ausencia de disipación viscosa, y debe cumplirse siempre que se aplique la aproximación del flujo no viscoso.

Supongo que este último párrafo es realmente irrelevante para su pregunta, pero lo retendré aquí porque le dice otra forma en que la presión dentro de una corriente libre puede variar.. Cuando un flujo se expone a la atmósfera, su presión se vuelve atmosférica (despreciando los efectos de la tensión superficial) solo si sus líneas de flujo son rectas. Si las líneas de corriente del flujo son curvas, la presión dentro del flujo puede ser mayor o menor que la presión atmosférica, según el signo de la curvatura. Si las líneas de corriente del flujo son convexas mirando desde el interior del flujo, entonces la presión sería más alta que la atmosférica allí, y si fuera cóncava, la presión sería más baja que la atmosférica allí. Una desviación significativa de la presión atmosférica requiere una gran curvatura, lo que rara vez ocurre en la práctica, por lo que la gente asume de inmediato que un flujo expuesto a la atmósfera debe tener presión atmosférica dentro, con una buena aproximación.

¿Está diciendo que tendremos flujo fuera del tubo en la constricción?
Dondequiera que haya una apertura a la atmósfera, habrá un flujo.
¿Podría ampliar su respuesta un poco, fluir en qué dirección? , esta es la configuración para un sifón Venturi, el flujo, en todo caso, debe ser hacia adentro, no hacia afuera.
Lo siento, estaba mirando el último diagrama y me olvidé del venturi.
el extracto extendido de "Mecánica de fluidos" de Frank.M.White entra en curvatura, no lo incluí porque la curvatura no es evidente en el ejemplo dado. si la presión en PAG 2 es igual a la atmosférica en todas las direcciones que tiene grandes implicaciones para el flujo en la dirección x. No aceleraría hasta este punto ni desaceleraría después de este punto: se rompería la continuidad. Esto no es lo que vemos en la vida real.
Presión estática en un Venturi vs flujo libre
RespuestasAquíPolítica de privacidad1y, 0v