연속방정식 베르누이법칙이 하수구에도 적용되나요?

연속방정식 베르누이법칙이 하수구에도 적용되나요?

작성일 2024.04.22댓글 1건
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안녕하세요. 연속방정식과 베르누이법칙을 공부하다가 문득 궁금한게 있어서 질문드립니다.

연속방정식은 질량보존법칙으로부터 유도하다가 결국 v1A1 = v2A2가 나오잖아요(비압축성유체의 경우)
좁아지면 빨라지고, 넓어지면 느려진다!
근데 좁아지면 빨라지면서 넓을때와 질량유량은 동일하다고 말합니다. 아래와 같이 말이죠.
근데 사실 비오는날 하수구가 넘치는 이유가 낙엽이랑 쓰레기때문이잖아요.
근데 낙엽과 쓰레기로 하수구가 막혀서 좁아져도 질량유량을 같아야하는거 아닌가요?(완전히 막히는 경우 제)
아래와 같이 말입니다.


물이 가다가 스무스하게 가지않고, 충돌을 통해서 에너지를 잃는다던가 마찰로 인해 에너지를 잃기때문에 속도가 느려져서 결국 배출되는 양이 적어지고, 물이 역류하게 되는건가요?
비가 많이올때 거의 도로가 잠기다 싶이 하는데, 충돌과 마찰로 인해서 잃은 속도가 그정도로 큰가요?

그리고 아래그림과 같이 위아래가 뚫린 완벽히 동일한 병 2개가 있고, 그 밑을 빨간색 카드가 막고 있다고 가정합니다. 이 카드를 뽑았을때, 아래로 흐를텐데, 둘중에 어떤 물이 더 빨리 없어지나요? (빨간카드는 마찰이 없고 완벽히 물을 밀봉하고있습니다. 빨간카드를 빼는시간 완벽히 동시에 빠진다고 가정하므로 물의 흐름에 영향이 없다고 가정합니다. 마찰은 모두 무시합니다.)





profile_image 익명 작성일 -

일단 연속 방정식은 하나의 연결된 움직임을 갖는 유체에서 '두 구간'을 비교할때 쓰는것 입니다

그니까 쓰레기가 있을때 없을때를 비교하는게 아니라

쓰레기가 있을때 막히지 않은 부분과 약간 막혀서 좁아진 부분사이 유속의 비를 보는것 입니다

만약 빠져 나가는 속도 양을 보고 싶으면 간단하게 베르누이로 유속을 구한다음 연속방정식으로 표면에서의 높이변화를 보면 됩니다

마지막 그림에서 빠져 나가는 속력은 베르누이로 구하면 똑같이 나옵니다 밀도 중력퍼텐셜 압력모두 동일하므로

근데 출구에서 속력이 똑같은데 입구부분에서는 연속방정식에 의해 2번의 유속이 더 느린거 보이세요?

이런 식으로 유출속도를 보면 쉽습니다

좀더 자세하게 알고 싶으시거나 수식 원하시면 질문해 주세요

법칙, 연속방정식, 베르누이 법칙에...

... 그런데 이 닫힌관(유압장치)과 열린관에 적용되는 법칙이 서로 다른 것에 대하여... 유사하여 연속방정식이나 베르누이 법칙을 만족시킬수도 있지않을까요. 열린관에서도...

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... 제가 이해하기로 연속방정식은 질량 보존의 법칙이고, 베르누이 방정식은 에너지... 그래서 높이가 다른 곳에서는 연속방정식적용할 수 없구나 하고 대충 이해하고...

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