| Zahni |
Verfasst am: 16. Apr 2012 14:40 Titel: Hagen-Poiseuille-Aufgabe |
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Meine Frage: Hallo,
für folgende Aufgabe bin ich auf eure Hilfe angewiesen, da ich hier allein nicht mehr weiterkomme.
Aufgabe: Am Boden eines mit 10 m hoch mit Wasser gefüllten runden Rohres(10 cm Duchmesser, oben offen) tritt Wasser aus durch eine 10 cm lange Kapillare mit einem Innendurchmesser von 1 mm. Nach welcher Zeit ist die Füllhöhe um 10 cm gesunken? Rechnen Sie mit einer Viskosität von Wasser von 1*10^-3 Pa*s .
Meine Ideen: Also:
zunächst einmal habe ich den Druckunterschied berechnet, da das Rohr oben offen ist, mit der hydrostatischen Druckformel: P=p*g*h Mit p= 1000Kg/m^3 *9,81 m/s^2 * 10m = 98100 Pa Dann die Differenz zum Luftdruck(da oben offen) : deltaP= 101300Pa-98100Pa=3200 Pa
So, nun können wir mit r= 1/2000 m(radius der Kapillare),gegebener Viskosität und der Länge der Kapillare( 0,1m) die Volumenstromstärke berechnen:
I= [pi*(1/2000m)^4*3200Pa]/(8*10^-3Pa*s *0,1m) I= 7,85398*10^-7 m^3/s
So, nun habe ich das Volumen ausgerechnen, das zwischen "abgesunkener" Füllhöhe und der Spitze des Rohres ist. Also besser gesagt: ich habe mich gefragt, wievel wasser abfließen muss, damit die Füllhöhe um 10 cm abnimmt.
Das habe ich so gerechet: länge der Füllhöhe bis zum "Rand" = 10m - 9,9m= 0,1 m . Dann die Querschnittsfläche anhand der gegebenen Daten: pi* 0,05^2= 1/400pi
Und die beiden dann verechnen, um das Volumen zu erhalten(L*A=V): 0,1m*1/400pi= 7,85398*10^-4
Jetzt weiß ich ja, wieviel Wasser pro Sekunde abfließt UND wieviel Wasser abfliesen >muss<, damit die Füllhöhe um 10 cm abnimmt. Also: Quotienten bilden.
7,85398*10^-4 m^3 / 7,85398*10^-7m^3/s = 1000 s
Das Problem: Das Ergebnis soll 33 s sein ...
Könnt ihr mir bitte helfen? Ich verzweifle :(
Vielen Dank und liebe Grüße |
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