Hadice

29. 07. 2019

Hadice

Dobrý den, mohl bych Vás poprosit o vysvětlení jevu? Máme hadici na odvod kondenzátu z klimatizace o průměru 16mm vedoucí dle schématu v příloze. Do hadice kape voda po kapkách. Tudíž počáteční tlak na kapalinu bude zanedbatelný, spíše bude mít pouze gravitační sílu spojenou s volným pádem na kapku o minimální hmotnosti. Hadice se začne plnit odspoda. Ale vodní sloupec v nejdelší části 1,7 m nedokáže přetlačit vodu do odpadu 0,15 m. Je možné, že se tam vytvoří bublina, která vodu nepustí dál? Jak je to možné?
Děkuji za odpověď. S pozdravem, Bc. Petr D.

Zdravím Petře,

vypadá to jako záhada. Ještě mi chybí vědět, kam přesně hadice vytéká - jestli do volného prostoru, nebo do odpadní trubky.

Pokud by kondenzát tekl volně ven, tak buhužel nemám žádné vysvětlení - hydrostatický tlak nijak nesouvisí s tloušťkou hadice ani s rychlostí přítoku kapaliny, takže by voda měla bez problémů odtékat.
Pokud je však hadice vyvedena do odpadu, může dojít opravdu k tomu, že se v horní části připojení vytvoří vzduchová bublina - zejména, pokud by odpad měl tvar obráceného U. Pak by v horní části odpadu byl vzduch, ale nemohl by se z tohoto místa dostat - leda vyšším tlakem/podtlakem. Také je možné, že podobný jev nastane, pokud samotná hadice není tak jak jste nakreslil, tedy ve tvaru U, ale že i na ní je nějaké zvlnění ve tvaru obráceného U. V těchto případech už průměr hadice hraje roli - čím užší hadice, tím spíše se vzduchová bublina zasekne v jejím nejvyšším místě.

Pokud Vám tato odpověď nedostačuje, zkuste mi celou situaci ješte více upřesnit a třeba se dobereme k vyřešení problému.

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická  Dukelská 13, České Budějovice


Dobrý den vážený pane Mgr. Koreši Ph.D., mám dotaz k příspěvku výše:

... Také je možné, že podobný jev nastane, pokud samotná hadice není tak jak jste nakreslil, tedy ve tvaru U, ale že i na ní je nějaké zvlnění ve tvaru obráceného U. V těchto případech už průměr hadice hraje roli - čím užší hadice, tím spíše se vzduchová bublina zasekne v jejím nejvyšším místě.....

Není mně jasné JAK a  proč se  bublina zasekne: Zápasím s tímto problémem a intuitivně tuším, že  je zaseknutí způsobené průměrem hadice. Je to jev pro mne neznámý.

Chci ke stromům na zahradě přivádět vodu na zahradu z přepadu z nádrže spádového vodovodu, který napájí RD. Voda zbytečně odtéká z přepadu nádrže do terénu. Stromy na zahradě usychají. Výškový rozdíl mezi nádrží a domem je 5m a mezi zahradou a nádrží 4m. Z přívodu do domu mám nahoru nataženou na zahradu hadici, a když do ní pustím vodu teče voda volně ven. Když konec hadice zvednu na úroveň hladiny v nádrži voda neteče. Když konec hadice snížím třeba o 2cm začne voda přetéká jako z přepadu. Z přepadu nádrže už neteče nic. Voda z hadice teče zespodu do malé nahoře otevřené nádržky kde je na dně připojená výtoková 20m hadice 1/4 a tím teče voda z otevřené hadice ke stromkům, ale jen v případě když je hladina vody v nádrž nejvýš, tedy teče z přepadu. Když tato hladina poklesne, třeba odběrem vody do domu voda do nádržky zespodu už neteče a tím neteče do výstupní dole připojené hadice. Potud je to ideální ALE ve výstupní hadici ke stromům se dělají nepravidelné vzduchové bubliny sloupec vody se nepravidelně přetrhává a voda z hadice po čase neteče. Chci využít zbytečně odtékající vody z přepadu nádrže do terénu. Mám tušení, že problém je způsobený malým průměrem výstupní hadice jak píšete ve svém příspěvku. Jak dochází k zasekávání bublin ve výstupní hadici? Výstupní hadice 1/4 ke stromkům vede kolmo dolu a pak je volně položená skoro vodorovně na zvlněném terénu zahrady a tam vznikají bubliny, které vodu nepustí dál-neprotlačí. Délka hadice položené na terénu je třeba 15m. V tenké hadici asi vznikají třením takové tlakové ztráty,  které způsobuji takový pokles tlaku na bublinu a další kousek sloupce vody ve zvlněné hadici, že bublinu s vodou neprotlačí. Zřejmě jde hlavně o tření vody v hadici. Je to jev o kterém nenacházím pro mne pochopitelné informace. Proto se obracím na Vás. Dekuji P. Hanušovice

Dobrý den,

děkujeme za další dotaz do naší odpovědny, jsme rádi, že i odpovědi na dotazy vedou k dalšímu přemýšlení nad fyzikální podstatou reálných jevů.

Problém vzduchových bublin je v tom, že se drží na nejvyšším místě. To je způsobeno řádově 1 000x nižší hustotou vzduchu, který je vlivem vztlakové síly vypuzován do nejvyššího místa. Pokud je průřez hadice velký, může voda vzduchovou bublinu stlačit a protéci pod ní. Tímto způsobem by i mohla bublina cestovat proti spádu a uniknout do horní nádrže. Čím menší je průřez hadice, tím vyšší tlak je potřeba k  stlačení bubliny tak, aby pod ní mohla voda protékat.

Toto chování kapaliny a vzduchu je využito např. u tzv. sifonu, jen obráceně. Zápach z kanalizace se nedostane skrze tekutinu v nižší části kolene – to by musel vzduch s nízkou hustotou prostoupit dolů tekutinou v ohybu. To se neděje a tudíž se zápach z kanalizace nedostane přes trubky do místnosti.

Vliv tření kapaliny o hadici bude oproti výše uvedenému výrazně menší. Je pravdou, že u stěn hadice je tření největší a čím bude průřez hadice menší, tím bude vliv tření na kapalinu vyšší – větší část objemu proudící kapaliny bude ovlivňována třením o stěny. Ale to bychom pozorovali tak, že voda bude z hadice vytékat pomaleji.

Řešením by mohlo být zvýšit tlak, tedy zvýšit převýšení mezi hladinou nádrže a výtokem – zvýšila by se tím hydrostatická tlaková síla, která by mohla překonat vztlakovou sílu bubliny vzduchu a pohnout s ní směrem dolů a nebo ji stlačit. Dalším řešením by bylo řešením zamezit vnikání vzduchu do hadice – např. klapkou, která by se při výtoku vody otevřela a pokud by voda netekla (nebo by tekla jen málo), tak by se opět zavřela. Tím by se vzduch do hadice dostával jen obtížně. Výtok vody by tak byl nepravidelný – klapka by se otevřela jen když bude dostatečně velký tlak v kapalině. A nakonec by bylo vhodné položit hadici tak, aby v ní nevznikala místa, kde by se vzduch „zasekl“, tedy zvýšené oblouky. Právě v nejvyšším místě vzduch zůstane a obě strany oblouku jsou níže a tudíž se do nich vzduchová bublina nemůže z výše uvedeného důvodu pohybovat.

Snad Vám tato odpověď osvětlila celý problém a doufám, že Vám pomohla i s jeho vyřešením.

Mgr. Jaroslav Koreš, Ph.D., Střední průmyslová škola strojní a elektrotechnická  Dukelská 13, České Budějovice

 




7

Autor

Jaroslav Koreš

Zadání dotazu

Máte nějaký dotaz?

Pokud se chcete na něco zeptat, napište e-mail s předmětem "Fyzikální poradna" na emailovou adresu

poradna@svetenergie.cz
Skupina ČEZ

Kontaktní informace

Máte-li k obsahu portálu jakékoliv náměty, postřehy či připomínky – prosím kontaktujte nás. Budeme vděční i za připomínky k nekorektnímu zobrazení stránek, či případnému upozornění na chybu. Děkujeme.


email:info@svetenergie.cz

Kontaktní formulář

KONTROLNÍ KÓD

kontrolní kód Opište prosím do políčka formuláře
text z obrázku

Portál Svět energie provozuje společnost ČEZ. Vyrobil Simopt, s.r.o., Copyright © 2016, Všechna práva vyhrazena

detail