EXPERIMENT 3
Studium proudění vody v soustavě trubic
Fyzikální princip
Měření průtoku patří k jedné z nejstarších činností měřicí techniky. V současné době je rozsah použití průtokoměrů velmi široký: od měření průtoku krve až po měření rychlosti proudění říčních toků nebo mořských proudů.
Pohyb reálné kapaliny je velmi komplikovaný. Proto se při numerických výpočtech pracuje s dokonale tekutou a dokonale nestlačitelnou kapalinou, tzv. ideální kapalinou. Ta slouží jako zjednodušený, ale velmi užitečný model pro chování skutečných kapalin.
Vzhledem k tomu, že je ideální kapalina nestlačitelná, nemůže se při proudění v žádném místě trubice hromadit. Při ustáleném proudění ideální kapaliny je součin obsahu průřezu trubice S a rychlosti proudu v v každém místě trubice stejný. Tento výrok vyjadřuje rovnici spojitosti toku neboli rovnici kontinuity, která je dána vztahem:
Tlak v kapalině vyvolaný hydrostatickou tlakovou silou se nazývá hydrostatický tlak ph a lze jej vypočítat ze vztahu
kde h odpovídá hloubce pod volným povrchem kapaliny a ρ je hustota kapaliny. Tlak vyvolaný atmosférickou tlakovou silou se nazývá atmosférický tlak pa.
Tlakoměr ponořený do kapaliny ukazuje hodnotu tlaku p, která odpovídá součtu atmosférického a hydrostatického tlaku:
