Меню

Водоворот при слив воды

Правда ли, что воронка в раковине закручивается в разные стороны в разных полушариях?

Среди любителей, интересующихся наукой, широко распространено мнение, что вода, сливаясь, например, из раковины, закручивается в разные стороны в северном и южном полушариях Земли. Что объясняется, вроде бы, фактом вращения Земли и силой Кориолиса.

Так, например, в американском фильме «План побега» со Сталлоне и Шварценеггером главной герой пытается хотя бы примерно определить свое местонахождение, используя именно этот факт.

Сила Кориолиса – это сила инерции, которая проявляется во вращающейся системе отчета, коей является наша планета. Рассмотрим Землю со стороны Северного полушария. Вращение её будет происходить против часовой стрелки. Сила Кориолиса всегда действует перпендикулярно траектории движения тела и оси вращения Земли. В нашем случае инерция будет действовать вправо по ходу движения тела.

Направление силы Кориолиса просто определить по правилу левой руки. Направление оси вращения Земли должно входить в ладонь, а вытянутые пальцы – показывать направление движения тела. Тогда отогнутый на 90 градусов большой палец покажет направление силы Кориолиса:

Именно благодаря силе Кориолиса существуют циклоны и антициклоны, а реки имеют разные берега (пологие и обрывистые). Но будет ли работать этот эффект в случае закручивания воды в раковине?

Как показывают исследования – нет. Для этого масса воды ничтожно мала, и на проявление силы Кориолиса влияет так много более значимых факторов, что воронка может закручиваться в любую сторону. Среди этих факторов можно назвать уклон и гладкость поверхности раковины, её форма, конструкцию и наклон сифона… Эффект правильного закручивания теоретически может проявлять себя только в идеальных условиях: идеально симметричной форме сосуда и ровности всей конструкции, изначально полностью неподвижной воды, отсутствие любых внешних воздействий, включая даже небольшое движение воздуха.

Но обыватель продолжает верить в чудеса. Так, например, в Эквадоре (через это государство в Центральной Америке проходит экватор) существует музей, где туристам за денежку показывают чудеса. Вот небольшая ванна стоит ровно на экваторе. При открывании пробки вода начинает сливаться ровно, не закручиваясь ни в одну сторону. А вот мы передвигаем ванну на пару метров в Северное полушарие. И вода начинает закручиваться против часовой стрелки. А если передвинуть ванну в Южное полушарие, то – о, чудо! – вода закрутится по часовой стрелке. Ловкость рук – и никакого мошенничества!

Но мы-то с вами теперь знаем, что никакого отношения к силе Кориолиса данный трюк не имеет и объясняется отнюдь не физикой, а, скорее, жаждой наживы.

Если тебе понравится статья, жми палец вверх! Тебе не сложно, а нам приятно!

Подписывайся на канал, расскажи о нем в соцсетях, а уж мы постараемся не ударить в грязь лицом )

Источник

Круговорот воды на Экваторе. Занимательный африканский эксперимент

Многие ни раз, наверняка, слышали утверждение о том, что вода в разных полушариях при сливе закручивается в разные стороны — в северном по часовой стрелке, в южном против часовой. Вокруг данного утверждения всегда разгорается много споров.

Очень любопытный эксперимент проводится на экваторе, где можно за считанные секунды побывать как в южном, так и в северном полушарии и даже постоять на самом экваторе или в двух полушариях одновременно. Поэтому где же проверить каким образом ведет себя вода в разных полушариях, как не в этом месте! Что я и сделал во время одной из последних поездок по Африке.

Сначала я попросил мне все показать, а после этого заснял этот процесс на видео. Так что если сомневаетесь — смотрите и ищите, где подвох. Если он есть, конечно:-)

Чаши были мною лично исследованы еще в первой поездке по Африке и ничего необычного я в них не заметил. Кроме того, это не вошло в видео, но добавлю, что чаши, в которые наливается вода, можно поменять местами — из южного полушария перенести в северное и обратно — эффект будет такой же — в северном вода будет закручиваться по часовой стрелке, в южном против, на экваторе стекает строго вниз, без всякого вращения.

Источник

Почему вода при сливе закручивается в противоположные стороны на разных полушариях Земли

Каждый из нас слышал о том, что вода при сливе из ванны в канализацию закручивается в определенном направлении. Существует мнение, что на Севере от экватора воронка воды закручивается против движения стрелки часов, а на Юге от экватора — согласно движению ходиков. Это объясняется вращением Земли и действием силы инерции.

Согласно этой теории, человек принимающий душ в душевой кабине корабля, пересекая экватор, должен наблюдать, как меняется направление течения жидкости. Но на практике движение воды не меняется, для этого необходимы экспериментальные условия и отсутствие любых сторонних помех.

Критики данной теории утверждают, что на Южном и на Северном полюсах воронка в стандартной раковине может закручиваться в обе стороны. Направление зависит от симметрии потоков жидкостей, геометрии резервуара раковины или ванны, структуры покрытия чаши, а так же от конфигурации слива. Ученые, выступающие против теории противоположности потоков утверждают, что масштаб явления слишком мал, чтобы на него могло повлиять вращение небесной сферы.

Результаты проводимых экспериментов

Для доказывания факта разнонаправленности воды при сливе на разных полушариях был поставлен эксперимент. Перед его началом были проделаны следующие подготовительные работы:

  • устранены воздушные колебания в помещении;
  • воду долго отстаивали;
  • отлиты конусовидные чаши правильной формы с идеально гладкой поверхностью.

В результате опыта было выяснено, что жидкость в разных полушариях имеет различное направление движения, что доказывает теорию противоположностей потоков. В некоторых экспериментах воронка воды менялась в соответствии с данными, предсказываемыми в теории, ближе к окончанию слива. Проводимые исследования были запечатлены на пленку и являются действительным доказательством существования теории.

Разнонаправленный слив в качестве доказательства теории возможен лишь в лабораторных условиях, когда отсутствуют любые внешние помехи. Поэтому, проводя эксперименты в домашних условиях, невозможно получить единственно верный результат, предсказанный теорией.

Читайте также:  Бензобак опель слив бензина

Обман, построенный на теории противоположностей потоков

В Кении предприимчивый мужчина, зная теорию, устроил обман для туристов. В стране есть место, где проходит экватор Земли. Туда стекается большой поток путешественников, чтобы сфотографироваться одной ногой в Южном полушарии, другой — в Северном. Негр установил две ванны по разным сторонам экватора, провел водопровод и за деньги демонстрировал доказательство того, что в одном полушарии вода сливается по часовой стрелке, а в другом — против движения часов. Германский турист, посетивший знаковое место дважды, заметил, что потоки во второй раз двигаются наоборот, после чего устроил горе-обманщику скандал. История была опубликована в зарубежном журнале Scientific American в разделе «Смешной случай».

Источник

Вращение воды и не только

Сегодня поговорим, откуда возникает вращение воды, а также о силе Кориолиса. В общем, название нашей темы такое: вращение воды и сила Кориолиса. Да да, я понимаю, что тема звучит немного непонятно, но поверьте, она очень интересная. Каждый из нас замечал, что при сливе какой-либо жидкости в сливное отверстие возникает вращение.
Это очень необычное явление, не правда ли? Вообще над этим вопросом очень много споров. Кто-то считает, что на жидкость (на воду) действует сила Кориолиса (французский физик), другие говорят, что этой силой является магнитное поле Земли (южный и северный полюс); температура, которая влияет на вращение; своеобразная форма ванны; разнообразные царапины или шероховатости. И таких предположений очень много.

Кстати, можно провести эксперимент в домашних условиях. Для этого вам сгодится обычная раковина (ванна) или даже унитаз и, конечно же, вода. Сначала необходимо закрыть плотно сливное отверстие (унитаз — исключение), например, пробкой. Затем налить воду примерно на середину объёма раковины (ванны). Подождать минут 5-10, что бы вода полностью успокоилась и заодно уменьшить воздействие колебаний, вихрей, возникших при наливании воды. И при удалении пробки, вода постепенно начнёт закручиваться в определённую сторону. В Северном полушарии Земли — вода крутится против часовой стрелки, а в Южном полушарии — течет по часовой.
Но если Вы закрутите воронку в противоположную сторону, то в большинстве случаев она продолжит вращаться в этом направлении. Это происходит, потому что объём раковины слишком мал и поэтому сила Кориолиса в этом случае очень незначительна. Также стоит сказать, что в домашних условиях немаловажную роль играет форма раковины и конструкция сливного отверстия. Раз уж мы говорим о воде, то интересна будет страничка о выборе фильтра для воды.

Влияние силы Кориолиса

Для того чтобы увидеть влияние силы Кориолиса, нужно строго симметричная ванна, в которой сливное отверстие расположено точно в центре и открывается так, что при этом не создается начального закручивания воды. Вода в ванне должна постоять день-другой, а над водой не должно быть воздушных потоков и температуру в помещении необходимо поддерживать постоянной. И только при соблюдении всех мер вышеперечисленных можно будет наблюдать истинное вращение воды (как льется вода по часовой стрелке или нет) которое в свою очередь будет зависеть от Кориолисовой силы. Согласитесь, что всё это будет сложновато устроить.
Но увидеть действие этой силы можно и в природных явлениях. В Северном полушарии сила Кориолиса направлена вправо от движения, поэтому правые берега рек в этом полушарии более крутые — их подмывает вода под действием силы. В Южном полушарии всё происходит наоборот.
Если рельсы были бы идеальными, то при движении железнодорожных составов с севера на юг и с юга на север, под воздействием силы Кориолиса один рельс изнашивался бы сильнее, чем второй. В северном полушарии больше изнашивается правый, а в южном левый. Таких примеров можно привести множество. Но если Вы хотите узнать побольше о силе Кориолиса, то поищите свой ответ в механике.

Что ещё вращается и в какую сторону

    • Раковина улитки раскручивается от центра по часовой стрелке.
    • Смерчи, ураганы (ветры с центром в области циклона) дуют в Северном полушарии против часовой стрелки и подчиняются центростремительной силе, а ветры с центром в области антициклона дуют по часовой стрелке и имеют центробежную силу. В Южном полушарии — наоборот.
    • Интересный опыт наблюдали путешественники, пересекая экватор. Если в воронку, наполненную водой, кинуть спичку или веточку, то в Южном полушарии она крутится по часовой стрелке, в Северном — против, а на экваторе вообще не крутится.
    • Лопасти у вертолётов в разных странах крутятся в разные стороны. В одних странах вертолёты делают с винтом, вращающимся по часовой стрелке, а в других — против. Если смотреть на вертолёт сверху, то: в Америке, Германии и Италии винт крутится против часовой стрелки, а в России и Франции — по часовой стрелке.
    • У одной кошки при виде воробьёв (это её любимые птицы) хвост вертится по часовой стрелке, а если это не воробьи, а другие птицы, то он вертится против часовой стрелки.
    • Собака пред тем, как сходить по делам, обязательно покрутится против часовой стрелки.
    • Винтовые лестницы в замках закручивались по часовой стрелке (если смотреть снизу, а если сверху — то против часовой). Это сделано специально для того, чтобы при подъёме нападающим было неудобно атаковать.
    • Молекула ДНК закручена в правостороннюю двойную спираль.
  • Спирали электрических лампочек, изготовляемых в России, закручены влево. А спирали зарубежных лампочек — вправо.

Думаю, теперь Вы знаете о действии силы Кориолиса, а также разобрались с вращением воды в природе. Удачи))

Источник

Почему возникает мини-водоворот при сливе ванны?

Существенным фактором, влияющим на образование «воронки» при истечении воды из ванны и направление вращения в ней является наличие начального ненулевого кинетического момента (момента импульса) воды. Если на пальцах, то когда вода только набирается в ванну (или, скажем, после того, как в ней кто-то купался), она неспокойна в своей массе и (упрощённо) вся в среднем «вращается» в ту или иную сторону. Пока воды много, этот эффект незаметен. Но когда уровень воды небольшой, то можно заметить следующее: чем ближе к сливному отверстию (точнее: чем ближе к его центру), тем выше скорость воды, а значит и выше скорость её вращения. Вода стремительно вытекает из отверстия и сама себя «раскручивает», подобно фигуристу, который прижимает руки к туловищу и резко набирает скорость вращения.

Читайте также:  Гнилые сливы во сне к чему

А увлекательные истории про силы Кориолиса и унитазы в Австралии пусть Вам рассказывают дилетанты. Скорость вращения волы в водостоке превышает скорость вращения Земли примерно в 10000 раз, да и масса воды, участвующей в процессе, очень мала, так что влияние силы Кориолиса ничтожно мало: для того, чтобы её влияние было ощутимо, необходимо обеспечить идеальные лабораторные условия (идеально спокойная вода, строго горизонтальное отверстие слива без выступов и дефектов, ламинарное течение жидкости и бог знает что ещё). В быту же, собрав значительную статистику, Вы лично можете убедиться в том, что никакой зависимости тут нет — вода может вращаться в обоих направлениях в одной и той же ванне. Факторов, влияющих на направление вращения, колоссально много: начиная от формы Вашей ванны и заканчивая способом, которым Вы наливаете воду. Но прежде всего — это изначальное состояние воды и возмущения в ней. В конце концов, закрутить такой мини-водоворот можно просто рукой, выбрав совершенно произвольное направление. только «закручивать» надо всю воду в ванне, а не локально место слива — в противном случае остальная масса вас «задавит» и «повернёт» всё в свою сторону.

Источник

Почему вода в ванной утекает в виде вихря? От чего зависит то, в какую сторону этот вихрь крутится?

Вода в ванной/раковине утекает в сливное отверстие в виде вихря (образуется вихревое движение) из-за того, что происходит слияние нескольких течений воды (сразу с нескольких сторон), которые стремятся к небольшому стоку и в результате образуется водоворот.

В мире существует популярное мнение, что вода может закручиваться в разных направлениях в зависимости от нахождения в Южном или Северном полушариях Земли. И считается, что данное явление происходит из-за вращения Земли, а также действия силы Кориолиса (сила инерции, которая действует на поток жидкости во вращающейся системе отсчета).

Однако существуют также люди, которые критикуют данное мнение и считают, что воронка в ванной в Южном и Северном полушариях может вращаться как по часовой, так и против часовой стрелки. А в какую сторону эта воронка будет крутиться будет зависеть от множества других факторов. Критики считают, что масштаб данного явления в ванне является слишком маленьким для того, чтобы на него повлиял эффект Кориолиса.

Из-за двух разных мнений проводилось немало испытаний данного явления и было обнаружено, что эффект действительно будет проявляться (то есть направление вращения зависит от нахождения в Южном или Северном полушариях), но только, если будут созданы тщательно подготовленные условия, эксперимент будет проводиться далеко от экватора, сосуды(ванны) будут абсолютно одинаковы, жидкость будет долгое время настаиваться и будут постоянно контролироваться внешние условия (то есть поддерживать одинаковую температуру, будет отсутствовать поток воздуха).

Таким образом, в обычной ванне вне научного эксперимента вихрь может вращаться в разные направления и по часовой, и против часовой стрелки (также проводились опыты в домашних условиях). Направление вихря будет зависеть от особенностей построения и геометрии ванны, её поверхностного слоя (гладкая или шероховатая), от геометрии потоков в воде, а также строения канализационной системы в определенном помещении.

Источник

Образование воронки и завоздушивание при сливе из бака

Страница 1 из 4 1 2 3 > 4 »

29.08.2015, 12:14 #2

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Воздух попадает в сливающий шланг, видимо, только снизу. Значит в какой-то момент атмосферное давление становится больше напора воды в шланге. То есть вода самовытекает. Может быть клапан слишком узкий, а труба слишком широкая ?
Это можно изменить сузив диаметр трубы.
Но подозреваю, что делу (изменению скорости и расхода воды) это не поможет.

Согласно физике можно увеличить высоту бака. Тогда скорость слива будет больше в большем периоде времени. Это повлияет на 15-30%.

Проще всего заменить клапан на другой пошире.

29.08.2015, 13:00 #3

воздух идёт сразу сверху трубки, но внутри самой трубки вода ещё больше завоздушивается. Это видно.

К сожалению, высоту бака увеличить нельзя. Клапан и так не малых габаритов. Но где гарантия, что не будет воздуха после клапана с большим пропускным отверстием?
Советуют для борьбы с образованием воронки поставить пластину

29.08.2015, 13:18 #4

29.08.2015, 13:28 #5

29.08.2015, 15:53 #6

29.08.2015, 16:26 #7

29.08.2015, 16:40 #8

29.08.2015, 16:51 #9

Ну так и не надо, просто шальная мысль проскочила. По некоторому размышлению — навряд ли дело в шланге.

29.08.2015, 17:36 #10

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы

Воронка образуется вследствие вращения Земли — см физику, Кориолисово ускорение. Бороться — не знаю, есть ли смысл, ибо в ванной при образовании воронки скорость слива наоборот возрастает.
DN клапана и трубы рассчитывали на требуемую скорость?
Проверьте э/м клапан, они обычно нормально закрытые и при малых давлениях (а у вас всего-то 2 м = 0,2 атм) он может не полностью открыться (в нём стоит довольно мощная пружина, которая и закрывает клапан). Столкнулся с подобной проблемой месяца три тому назад, так у меня при давлении 0,5м вод столба э/м клапан вообще не открылся!
Вместо э/м клапана поставьте кран с ручным управлением на тот же DN и проверьте действительно ли виноват электромагнит.

Читайте также:  Как правильно формировать молодую сливу

У меня при DN 15 и перепаде 0,5 м реальная скорость получилась 1,2 м/с (2 литра за 10 секунд) и это при длине трубопровода 25м! У вас скорость должна получиться раз в 8 больше, примерно 5 литров за 3..5 сек

29.08.2015, 19:08 #11

Воронка образуется над клапаном в ёмкости, это видно. Почему-то создаётся ощущение, что воздух мешает воде. Трубка немного изогнута в трассе, к тому же внутри имеются неровности от спирали армирования.

На заполнение ёмкости стоит точно такой же клапан, скорость наполнения при водопроводном давлении в полтора раза выше скорости слива. В систему на подачу встроен повышающий насос, но его ещё не включал.
На клапане написано что работает при давлении 0, но как на самом деле не известно. А давление считается не от уровня воды над клапаном? Получается, что на 10-м этаже давление и скорость будут выше, чем на первом этаже?

29.08.2015, 20:51 #12

Ведь если тот же шланг приспособить к водопроводному крану и открыть его на 15 л/мин, то откуда взяться приведенным симптомам? Может, клапан воздух подсасывает из-за разрежения на выходе? Хотя тоже маловероятно — тогда должны быть участки шланга сплошняком заполненные водой (откуда им взяться?), перемежаемые воздушными пузырями.

29.08.2015, 21:05 #13

пока я не заполнял бак на максимальный объём. Репетирую на 10-20 литров. При сливе 20-ти литров сначала вроде всё бодро, струя плотнее, но по мере опорожнения и ближе к 10 литрам расход снижается и начинаются чавканья и плевки. Последние струйки стекают совсем уж долго, а у меня дозатор имеет погрешность 20-50 г и ловит полное опорожнение.
К сожалению, никак не получается по компоновке чтобы при открытии клапана вода стекала сразу в смеситель.

Имеется шланг ДУ15 для ручного налива воды в смеситель из водопровода. Попробую с ним засечь время

29.08.2015, 21:25 #14

29.08.2015, 21:27 #15

29.08.2015, 21:41 #16

29.08.2015, 21:55 #17

речь о сравнении с наливным клапаном под водопроводным давлением или с насосом. ДУ трубы 25 мм.
То же самое делаем напрямую со шлангом ДУ15, хотя корректнее с ДУ25.

Сейчас припоминаю, что отбор воды с этого же водопровода ДУ25 из крана перед наливным клапаном заполняет пятилитровую бутыль за 7 секунд.
Однако, давление в водопроводе не стабильное, к тому же на вводе стоит счётчик ДУ15

30.08.2015, 11:09 #18

нестандартное оборудование, Пневмо-Гидро Системы

Если бы клапан был постоянно открыт не полностью, то это бы было не так страшно. В реальности, если давление жидкости перед клапаном недостаточное, то получаются колебания жидкости (пульсирующая струя), в этом случае возможна кавитация струи со всеми вытекающими последствиями — образование паровых пузырей, снижение расхода, эрозию стенок трубопровода можно пока не рассматривать.
См. закон Бернулли — в струе жидкости, при постоянном напоре, чем выше скорость жидкости, тем меньше давление. При преиодическом частичном закрывании клапана (а это абсолютно реально если давление жидкости меньше, чем рабочее давление э/м. клапана), скорость струи увеличивается, давление в жидкости может упасть ниже давления паров жидкости, жидкость закипит, что приведёт к образованию кавитации. См. мой пост №10, когда у меня при напоре 0,5м клапан вообще не открылся!

Скорость свободно истечения жидкости равна квадратному корню из 2gH. В нашем случае v= (2*9,8 *2)^0,5 = 6,3 м/с на DN 25 имеем теоретический расход Q=S*v = (d^2*pi/4) *v =0,025^2*3,14/4*6,3 = 0,003м3/с или 3л/с . Т.е. теоретически, при пренебрежении силами трения, 5 литровая ёмкость, при напоре 2м, должна опорожниться за 2 секунды, в реальности, время будет раза в два больше — см. мой предыдущий ответ. (пост 10)

30.08.2015, 11:56 #19

Оснащение проходки горных выработок, ПОС, нормоконтроль, КР, АР

Ага. Дело подходит к тому, что мы тут обсуждаем питатель тяжёлого раствора для ядрёной бомбы. А автор скрытничает. Ну ничего, где тут моя паяльная лампа ?

Если система как-то связана с дозированием для бетона, то нужна равномерная скорость и расход. И никакими клапанами тут не обойтись. Имхо, конечно.
Предлагаю:
1) Можно измерить фактический график расхода от объёма воды. Выявить более менее линейную часть графика и пользоваться только ей, заложив изменение расхода в технологию как некую постоянную величину (или изменяя прочие компоненты или допуская погрешность для смеси). То есть по факту, например, использовать только объём 20-500 л. Больше или меньше — система отключается до заполнения водой.
Известный факт, что с падением столба воды скорость слива уменьшается. Это известная задача по физике. Вроде бы на память v=корень(g*h) или v=корень(2* g*h). Точное решение есть в еврейском сборнике, забыл фамилию. Очень известный товарищ, который умер в Ленинграде в блокаду.
2) Применить форму ёмкости исключающую слив через отверстие.
2а) Например, широко известный китайский дозатор (бамбуковая трубка на шарнире). Чем тысячелетнее решение плохо ?
2б) Например, под большим баком можно поставить маленький. Но уже с большим отверстием. Наполнился=открыли клапан, всё сразу вылилось.
3) Применить капиллярное движение воды по ткани/трубкам. За счёт молекулярных сил, возможно скорость воды в трубках будет более равномерной. Но не уверен.
4) Вывести искомую дифференциальную формулу скорости/расхода, изменить её для конкретной задачи эмпирическими коэффициентами. И потом по такой же формуле и добавлять ингредиенты. Будет жесть, но теоретически может быть и можно.
Хотя, если представить, что ингредиенты и сами будут сыпаться по своим разным формулам.
5) Применить насосы.

2 мин. ——
Liukk, ради интереса. А чем вы таки в природе занимаетесь ?
Не из Механобра ли вы и связаны с обогащением ?
Или как раз машиностроите всякие РБУ в одной из бесчисленных фирм ?

И чего вы не ходите на наши пьянки в СПб ? Последней правда не было, но как-то интересно же посмотреть и на новые лица собеседников. А то эти алкоголики уже приелись к чёртовой матери.

Источник