Der er to hovedantagelser, som blev anvendt ved udledningen af den forenklede Bernoullis ligning.

  • Den første begrænsning i Bernoullis ligning er, at der ikke må udføres arbejde på eller af væsken. Dette er en væsentlig begrænsning, fordi de fleste hydrauliske systemer (især inden for atomteknik) omfatter pumper. Denne begrænsning forhindrer, at to punkter i en væskestrøm ikke kan analyseres, hvis der findes en pumpe mellem de to punkter.
  • Den anden begrænsning på den forenklede Bernoullis ligning er, at ingen væskefriktion er tilladt ved løsning af hydrauliske problemer. I virkeligheden spiller friktion en afgørende rolle. Den samlede løftehøjde, som væsken besidder, kan ikke overføres fuldstændigt og tabsfrit fra et punkt til et andet. I virkeligheden er et af formålene med pumper, der indgår i et hydraulisk system, at overvinde tryktab som følge af friktion.
Q-H karakteristisk diagram for centrifugalpumpe og rørledning

På grund af disse begrænsninger er de fleste praktiske anvendelser af den forenklede Bernoullis ligning i virkelige hydrauliske systemer meget begrænsede. For at kunne tage højde for både tab af løftehøjde og pumpearbejde må den forenklede Bernoulli-ligning modificeres.

Bernoulli-ligningen kan modificeres, så der tages højde for gevinster og tab af løftehøjde. Den resulterende ligning, der kaldes den udvidede Bernoulli-ligning, er meget nyttig til løsning af de fleste problemer med væskestrømning. Følgende ligning er en form for den udvidede Bernoullis ligning.

Højdefaldet (eller tryktabet) som følge af væskefriktion (Hfriction) repræsenterer den energi, der bruges til at overvinde friktionen forårsaget af rørets vægge. Det tryktab, der opstår i rør, afhænger af strømningshastigheden, rørdiameteren og -længden samt en friktionsfaktor baseret på rørets ruhed og strømningens Reynoldstal. Et rørsystem, der indeholder mange rørfittings og samlinger, rørkonvergens, divergens, drejninger, overfladeruhed og andre fysiske egenskaber, vil også øge et hydraulisk systems hovedtab.

Selv om hovedtabet repræsenterer et tab af energi, repræsenterer det ikke et tab af væskens samlede energi. Den samlede energi i væsken bevares som følge af loven om bevarelse af energi. I realiteten resulterer vandspejlstabet som følge af friktion i en tilsvarende stigning i væskens indre energi (temperaturstigning).

De fleste metoder til vurdering af vandspejlstab som følge af friktion er næsten udelukkende baseret på eksperimentelle beviser. Dette vil blive diskuteret i de følgende afsnit.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.