základy procesního inženýrství - Vysoká škola báňská - Technická ...

3 Hydromechanické operace
kapaliny v dlouhém potrubí (třeba ropovod). Působící ∆p se nejprve akumuluje do zrychlující se
kapaliny; teprve od určité rychlosti se začíná spotřebovávat významněji na tření. Do kinetické energie
se také často ukládá rozdíl potenciálních energií tak, že od určitého okamžiku se zase kinetická energie
vratně mění na potenciální. Je to podobné jako u klasického kyvadla. V kapalinách se to projevuje
vlněním hladiny, následujícím po vnesení nějakého impulzu.
Zdrojem energie v proudové trubici je zpravidla zařazené čerpadlo, které nějak přispívá k místnímu
zvýšení ∆p resp. ∆h.
Odběr energie je v procesních technologiích méně obvyklý – bývá to např. turbína.
Přeměna mechanické energie na jiné druhy může být částečně vratná – např. u tepelného čerpadla
(lednice); tu spíše přiřadíme k odběru energie. Daleko běžnější je nevratná přeměna mechanické
energie viskózním třením na tepelnou energii – ztráta mechanické energie. Při ustáleném proudění
(nulová akumulace) mezi dvěma systémy při absenci, zdrojů a odběrů, se všechna energie, která je k
dispozici, spotřebuje na viskózní tření.
Úlohy s Bernoulliho rovnicí
Řešení úloh bez započítání ztráty energie je užitečné tam, kde nejvýznamnějším dějem jsou
přeměny forem energie – např. při náhlých změnách průřezu trubice. Takovýto případ je u některých
dynamických měřidel rychlosti (clony, dýzy, rotametry), která indikují rozdíl tlaku p 2 - p 1 mezi místy
o různém známém průtočném průřezu S 2 a S 1 .
Pro clonu na obr. 3.1 při stejném h 1 = h 2 a ρ 1 = ρ 2 platí
S 1 S 2
p 1
p 2
Obr. 3.1. Princip měření průtoku clonou
2 2
½ ρ u 1 - ½ ρ u 2 = p 2 - p 1
a můžeme vypočítat objemový průtok
2 ( p2
− p1
)
V ′ =
⎛ 1 1 ⎞
ρ ⎜
⎝ S
2
1
−
S
2
2
⎟
⎠
S 1
p