ΦΛΩΡΙΝΑ

Πείραμα 2ο

Συλλαλητήριο για το επίδομα πετρελαίου θέρμανσης

Στην εικόνα 7.43 επαναλαμβάνεται το προηγούμενο πείραμα για σωλήνα σε πλάγια θέση.

Με διπλό συλλαλητήριο που διοργανώνουν την προσεχή Δευτέρα έξω από τη Βουλή και στο προαύλιο της νομαρχίας Φλώρινας, κάτοικοι και φορείς του ακριτικού νομού διεκδικούν επίδομα πετρελαίου θέρμανσης.

Επιδίωξή μας είναι, τώρα, να δούμε την επίδραση του ύψους από επίπεδο αναφοράς (π.χ. το έδαφος) στη στατική πίεση του υγρού.

Την απόφαση έλαβαν οι πιο αντιπροσωπευτικοί φορείς του νομού, σε σύσκεψη που συγκάλεσε προχθές βράδυ ο νομάρχης Φλώρινας Γιάννης Στρατάκης.

Εικόνα 7.43: Επίδραση του ύψους στη στατική πίεση σε σημείο υγρού

Συμμετείχαν εκπρόσωπος της μητρόπολης, η ΤΕΔΚ, δήμαρχοι, επιμελητήρια, το εργατικό κέντρο, κοινωνικοί και επαγγελματικοί φορείς, εκπρόσωποι των παραγωγικών τάξεων και άλλοι.

Σταματάμε τη ροή του υγρού κλείνοντας το δεξιό άκρο του σωλήνα με την παλάμη.

Μηνύματα συμπαράστασης έστειλαν στη σύσκεψη οι δύο βουλευτές του ακριτικού νομού Νικόλαος Κορτσάρης της ΝΔ και Γιώργος Λιάνης του ΠΑΣΟΚ.

Βλέπουμε ότι τα ύψη του νερού στα σωληνάκια είναι διαφορετικά.

"Η πρόσφατη κακοκαιρία ανέδειξε το πρόβλημα σε όλη του την έκταση στην παγωμένη Φλώρινα, όπου ο χειμώνας διαρκεί περισσότερο από έξι μήνες.

Εκεί που το ύψος από το έδαφος είναι μικρό (σημείο Α) η στατική πίεση είναι μεγάλη.

Το δίκαιο αίτημα για παροχή επιδόματος θέρμανσης ωρίμασε στη συνείδηση των κατοίκων.

Αν ο σωλήνας στραφεί στην οριζόντια θέση και αφήσουμε ελεύθερη τη ροή, βλέπουμε, όπως και στο 1ο πείραμα, μεγάλη στατική πίεση εκεί που η ταχύτητα είναι μικρή.

Είναι οι ακρίτες του νομού Φλώρινας που μας παρακινούν να διεκδικήσουμε δυναμικά το επίδομα πετρελαίου θέρμανσης αλλά και αποζημιώσεις από ζημιές που υφίσταται οι περιοχή μας εξαιτίας των χιονοπτώσεων και του δυσβάσταχτου χειμώνα", δήλωσε στη "Μ" ο νομάρχης Φλώρινας Γ. Στρατάκης.

Οι πιέσεις δηλαδή στα Α, Γ είναι ίσες, ενώ στο Β, όπου έχουμε μεγαλύτερη ταχύτητα, η στατική πίεση είναι μικρότερη.

Χ.Β.

Ο συνδυασμός των πειραμάτων έδειξε ότι:

"Η στατική πίεση σε σημείο είναι μεγαλύτερη, όταν η ταχύτητα του υγρού σε αυτό είναι μικρότερη (μεγαλύτερη διατομή) ή όταν το σημείο είναι χαμηλότερο υψομετρικά".

Ασχοληθήκαμε, λοιπόν, με τρία είδη πιέσεων για κάθε ροή υγρού σε σωλήνα τυχαίου σχήματος και πλάγιο:

Τη στατική πίεση pσ, που εμφανίζεται ανεξάρτητα από το αν το υγρό κινείται ή όχι. Εμφανίζεται σε όλους τους σωλήνες, οριζόντιους και πλάγιους.

Τη δυναμική πίεση, που οφείλεται στην ταχύτητα του ρευστού στο εξεταζόμενο σημείο και εκφράζεται από τη σχέση: [pic] (ρ = πυκνότητα).

Την υψομετρική πίεση, που σχετίζεται με το ύψος h του σημείου από κάποιο επίπεδο αναφοράς. Εμφανίζεται σε σωλήνες τοποθετημένους πλάγια, οπότε όλα τα σημεία του δε βρίσκονται στο ίδιο ύψος. Υπολογίζεται από τη σχέση: pυ= ρgh.

Ο Bernoulli απέδειξε θεωρητικά και πειραματικά ότι το άθροισμα των τριών πιέσεων είναι σταθερό: [pic] (7.14)

Η σχέση (7.14) είναι γνωστή ως νόμος του Bernoulli. (Η θεωρητική απόδειξη βασίζεται στη διατήρηση της ενέργειας). Ο νόμος ισχύει για όλα τα ιδανικά ρευστά και έχει πολλές ενδιαφέρουσες εφαρμογές, πρακτικές και τεχνολογικές.

* Μακριά από "κόντρες". Οι γνωστοί ανταγωνισμοί με τα αυτοκίνητα είναι έτσι κι αλλιώς επικίνδυνοι και ανεπίτρεπτοι. Δείτε και την αεροδυναμική πλευρά τους. Όταν τα αυτοκίνητα τρέχουν παράλληλα και σε μικρή απόσταση μεταξύ τους έλκονται, και απειλείται πλάγια σύγκρουση. Ο αέρας ανάμεσα στα αυτοκίνητα κινείται με μεγαλύτερη ταχύτητα από τον αέρα στις εξωτερικές πλευρές του. Αυτό συμβαίνει, επειδή η διατομή στον ενδιάμεσο χώρο είναι μικρότερη, και επομένως, ισχύει ο νόμος της συνέχειας. Η υψομετρική πίεση είναι ίδια σε όλους τους χώρους γύρω από τα αυτοκίνητα. Από τη σχέση (7.14) προκύπτει: [pic]. Άρα στον ενδιάμεσο χώρο, όπου η δυναμική πίεση είναι μεγαλύτερη, έχουμε μικρότερη στατική πίεση pσ. Επομένως, η πίεση εξωτερικά είναι μεγαλύτερη και ωθεί το ένα αυτοκίνητο προς το άλλο… Το ίδιο φαινόμενο παρατηρείται, όταν το αυτοκίνητο κινείται με μεγάλη ταχύτητα στην αριστερή λωρίδα της εθνικής οδού, κοντά στον προστατευτικό τοίχο από μπετόν.

* Υπάρχει μια σειρά από συσκευές και μηχανήματα των οποίων η λειτουργία βασίζεται στο νόμο Bernoulli. Το κοινό γνώρισμα όλων αυτών είναι ότι δημιουργούμε μεγάλη ταχύτητα ρευστού εκεί που θέλουμε μικρή στατική πίεση και, αντίθετα, μικρή ταχύτητα για μεγάλη στατική πίεση.

Στην εκτόξευση αερίου, όπως, π.χ., στο λύχνο Bunsen (συσκευή όμοια με τα γκαζάκια, εικόνα 7.44(α), επιδιώκουμε μεγάλη ταχύτητα στην έξοδο από το μικρό ακροφύσιο. Ύστερα, όμως, το αέριο οδηγείται σε χώρο μεγαλύτερης διατομής, μικραίνει η ταχύτητα του και μεγαλώνει η στατική πίεση. Το υγραέριο μπορεί, έτσι, να εισχωρεί στον ατμοσφαιρικό αέρα στο χώρο του σωλήνα. Εξάλλου, επιτρέπει στον αέρα να εισχωρεί από την περιοχή ακροφυσίου στη συσκευή, αφού εκεί η πίεση του υγραερίου είναι μικρή. Το μείγμα αναφλέγεται από δική μας επέμβαση (σπίρτο, αναπτήρας) και λειτουργεί όση ώρα κρατά η παροχή του υγραερίου.

Εικόνα 7.44 (α): Λύχνος Bunsen

Στους εξαεριστήρες για χώρους συναθροίσεων, όπως π.χ. αυτόν του λεωφορείου, εικόνα 7.44 (β), υπάρχει χωνί με στένωση, για να περνά ο αέρας με μεγάλη ταχύτητα. Η στατική πίεση εκεί μικραίνει και η υποπίεση που δημιουργείται ευνοεί την αναρρόφηση αέρα από το χώρο των επιβατών. (Ας προσέξουμε μια παρόμοια περίπτωση: τα ειδικά "καπέλα" που τοποθετούνται στις καπνοδόχους, για να "τραβάει" το τζάκι καλύτερα).

Εικόνα 7.44 (β): Εξαεριστήρας σε λεωφορείο

Για την εκτόξευση υγρών (και μάλιστα με τη μορφή συγκεντρωτικής δέσμης) βοηθά πάντα κάποιο ρεύμα αέρα, που δημιουργούμε με πίεση. Στους ψεκαστήρες, π.χ., εικόνα 7.44 (γ) η μεγάλη ταχύτητα του αέρα αντιστοιχεί σε μικρή πίεση (μικρότερη από την ατμοσφαιρική). Το υγρό, που δέχεται επιφανειακά την ατμοσφαιρική πίεση, αναγκάζεται να ανέβει στο σωληνάκι και να διασκορπιστεί έξω στον αέρα.

Εικόνα 7.44 (γ) Ψεκαστήρας

Το ίδιο ακριβώς γίνεται στον εξαερωτήρα (καρμπιρατέρ) του αυτοκινήτου εικόνα 7.44 (δ). Η μηχανή τραβά αέρα προς τα κάτω, στη στένωση η ταχύτητα στον εξαερωτήρα μεγαλώνει και η πίεση μικραίνει. Γίνεται μικρότερη από την ατμοσφαιρική και βοηθά τη βενζίνη, που βρίσκεται σε ατμοσφαιρική πίεση, να αναμιχθεί με τον αέρα. Ακολουθεί η ανάφλεξη του μείγματος.

Για περισσότερες τεχνικές λεπτομέρειες οι ενδιαφερόμενοι ας ρίξουν μια ματιά στην εικόνα 7.44 (ε) ή… ας ρωτήσουν τον τεχνικό του συνεργείου!

Εικόνα 7.44 (δ, ε): Η αρχή λειτουργίας και η διάταξη στον εξαερωτήρα (καρμπιρατέρ) αυτοκινήτου