เหตุใดการไหลของของเหลวจึงไม่เป็นแนวตั้งในแนวตั้ง

ฉันอยากรู้เกี่ยวกับเรื่องนี้ ถ้าฉันมีหลอดที่มีน้ำไหลอยู่ และติดตั้งในแนวตั้งเป็นท่อต่อขยายขนาดเล็กที่มีห่วง น้ำจะไปในแนวตั้งและเพียงไม่กี่หยดจะไปในแนวตั้ง ทำไมถึงเป็นอย่างนั้น? และคุณจะกำหนดได้อย่างไรว่าน้ำจะไปในแนวตั้งได้มากแค่ไหน? ฉันพยายามค้นหาคำอธิบายทางวิทยาศาสตร์ แต่ไม่พบอะไรเลย ถ้าฉันต้องการออกแบบหลอดด้วยลูปนี้ แต่ฉันไม่ต้องการให้น้ำไหลในแนวตั้งล่ะ

นี่คือแผนภาพหากคุณไม่เข้าใจ:

มีวิธีใดที่จะป้องกันไม่ให้น้ำไหลหากท่อถูกกั้น

น้ำชอบที่จะใช้เส้นทางของความต้านทานน้อยที่สุด

ในสถานการณ์นี้คุณมี 2 เส้นทางสำหรับน้ำที่จะใช้เมื่อถึงทางแยกของคุณ

หากเราเปรียบเทียบทั้งสองเส้นทางเราจะเห็นได้ว่าทำไมมันไม่ต้องการเดินทางผ่านท่อแนวตั้ง ก่อนอื่นต้องผ่านท่อแนวตั้งมันจะต้องเอาชนะแรงโน้มถ่วง ท่อดูเหมือนบางลงดังนั้นมันจะมีการสูญเสียเสียดสีมากขึ้นเมื่อมันเดินทางผ่านมัน เพื่อเพิ่มนั้นมีโค้งซึ่งเป็นแหล่งที่มาของการสูญเสียความเสียดทานอีกเมื่อเทียบกับท่อตรง

หากคุณคุ้นเคยกับวงจรไฟฟ้ากระแสตรงพื้นฐานคุณอาจรู้ว่าถ้าคุณเดินทางผ่านตัวต้านทานแบบขนานกระแสไฟฟ้าที่สูงกว่าจะไหลผ่านสาขาความต้านทานต่ำ นี่เป็นสถานการณ์ที่คล้ายคลึงกัน กระแสเป็นเหมือนอัตราการไหลความต้านทานก็เหมือนกับการสูญเสียแรงเสียดทานและแรงโน้มถ่วงและแรงดันไฟฟ้าก็เหมือนกับความดัน

คุณสามารถใช้สมการของหลักการของเบอร์นูลลีเพื่อทำความเข้าใจว่าการสูญเสียเหล่านี้จะส่งผลต่ออัตราการไหลอย่างไร

หากคุณต้องการป้องกันการไหลของน้ำในแนวตั้งเมื่อท่อถูกบล็อกคุณต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าการสูญเสียแรงดันในท่อแนวตั้งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงและแรงเสียดทานมากกว่าแรงดันสูงสุดที่คุณสามารถสร้างขึ้นได้ สิ่งนี้จะขึ้นอยู่กับว่าคุณได้รับการไหลเวียนอย่างไรถ้าเป็นปั๊มปั๊มอาจหยุดไหลหรือเค้นตัวเองเมื่อถึงแรงดันสูงสุด ถ้ามันไหลจากจุดที่สูงกว่าสิ่งที่ต้องทำคือการทำให้แน่ใจว่าหลอดของคุณสูงกว่าจุดที่คุณป้อนเข้าไป (คุณอาจหนีออกจากจุดที่สูงกว่าเล็กน้อยได้เนื่องจากการสูญเสียแรงเสียดทานระหว่างทางโดยเฉพาะอย่างยิ่งขึ้นอยู่กับระยะของท่อ)

ขึ้นอยู่กับแรงกดดันภายในและภายนอก ใช้สมการเบอร์นูลี่กับสถานการณ์ ตรวจสอบสัมประสิทธิ์การปลดปล่อยและผลกระทบของ Coanda เพื่อหยุดการไหลที่ขวางในแนวตั้งเช่นเดียวกับหลอด