Пару дней назад рассматривали задачи по регулированию. А именно задача про емкость воды и струю на выходе.
Первое что необходимо сделать, это разобрать технологию процесса. Размер струю зависит от того с какой силой мы давим на отверстие с внутренней стороны. Тут есть нюанс, о котором мы не уточнили, емкость открытая или закрытая. В чем будет разница рассмотрим при обзоре.
Как видим из картинки, на поверхность воды давит столб, воды, который находится Выше отверстия. и давление на поверхность будет прямо пропорциональная массе столба, По мере вытекания воды, масса меняется, Если система открытая, то расход будет уменьшаться, так как масса уменьшается.
С наружной стороны на дырку давит только атмосферное давление, а с внутренней давит столб воды. Вот тут нюанс, если емкость открытая, то давит атмосферное давление плюс столб воды, а если закрытая, то только столб воды, и в случае вытекания воды, будет формироваться разряжение.
Возможное поведение системы очень многообразное. Вариантов много: могут хаотично попадать пузырьки воздуха и вода урывками будет течь. Диаметр отверстия может быть маленьким и пленка поверхности будет удерживать жидкость внутри, особенно если столб воды менее десяти метров. При большом диаметре, расход будет неравномерным и мало предсказуемым.
Какие могут быть решения:
Закачка емкости воздухом, чтобы создавать избыточное давление и держать струю с заданным напором.(предлагалось в комментариях)
Давление прессом, так как вытекание воды приведет к уменьшению столба и как следствие к потере давления. Мы давим прессом, уменьшаем объем и одновременно держим струю. (предлагалось в комментариях)
Еще вариант, менее затратный, держать уровень воды постоянным, то есть, попросту ее равномерно доливать, это решение подойдет и для открытой и для закрытой системы.
Хотя для открытой системы - это будет самое простое решение.
Вся сложность задачи была в том, что расход воды не постоянный и нелинейный. Выбранные решения показывают, что в простых задачах могут скрываться детали, которые очевидны только в момент создания систем и их эксплуатации, и опять же необходима точная измерительная техника.
Подписывайтесь на канал, за Ваши лайки Вам чаще показывают Наши публикации.
Свои комментарии можете предлагать в группе вконтакте,
Если есть вопросы или по желания, то пишите, через Обратную связь.
Канал телеграм.
Группа Одноклассники.