Als monteur weet ik inherent of er een scheur zit in de uitlaat van een voertuig vóór de O2 (lambda) -sensor, frisse lucht komt binnen en zorgt ervoor dat het systeem een valse magere toestand leest (magere betekenis, zuurstofgehalte groter dan stoïcijns). Typische logica zou dicteren, aangezien de uitlaat onder grotere druk staat dan de buitenlucht, de uitlaat uit de scheur zou worden geduwd en er geen buitenlucht zou kunnen binnendringen. In de praktijk weet ik echter dat het resultaat heel anders is.
Ik heb begrepen dat hier het venturi-principe in werking treedt. Er is iets met hoe, wanneer lucht over een gat (of de scheur in dit geval) gaat, het de buitenlucht mee zal trekken. Iets dat te maken heeft met de snelheid van de gassen die over het gat stromen en uit het gat trekken als het eroverheen gaat.
Mijn vragen zijn:
- Heb ik gelijk dat dit een venturi-effect is?
- Kan iemand het exacte fenomeen uitleggen?
- Is er een wiskundige formule die een van de relaties verklaart? (dwz: grootte van het gat vs. snelheid van de uitlaat produceert zoveel luchtinlaat)
Ik begrijp dat het Bernoulli-principe hier iets mee te maken hebben. Het gedeelte erover is in alle gevallen die ik heb uitgelegd, ze hebben het erover dat de vloeistof (in dit geval uitlaat) moet worden versneld wanneer deze door het gat gaat, waardoor er een lagedrukgebied ontstaat bij de hole (lekentermen, sorry) waardoor een gelijkspel ontstaat. Het lezen van deze Q / A legt het uit door middel van dit diagram:
Het diagram en de bijgevoegde vraag hebben te maken met de scheepsromp en het laten water afvoeren. In mijn voorbeeld van een uitlaat is er geen bult / verdikking / gebied dat zich uitstrekt tot in de uitlaatstroom, waardoor het vloeistofdebiet verandert … in feite vertraagt het het door turbulentie waarschijnlijk.
Wikipedia doet niets om mijn begrip in deze situatie te helpen.
Reacties
- Wees voorzichtig met de aanname dat een snellere doorstroming een lagere druk betekent (zie bijvoorbeeld http://physics.stackexchange.com/q/290/59023 ). kracht geproduceerd door drukken zijn van gradiënten, die normaal / orthogonaal zijn (dwz loodrecht) op contouren van constante druk (denk bijvoorbeeld aan weerkaarten van druksystemen). De druk geproduceerd door stromende vloeistoffen wordt de ram of dynamische druk en het oefent krachten uit evenwijdig aan de stroomrichting (meestal) en is evenredig met de snelheid in het kwadraat …
- @honeste_vivere – En waarom haven ' heb je al een antwoord geschreven?
- Twee redenen: 1) Ik ben het niet proberen om de nuances van uitlaatsystemen te onthouden [ze zijn ' niet eenvoudig, zoals ik denk dat je het al weet]; en 2) de tijd is momenteel niet mijn vriend …
- Er zijn talloze problemen met uitlaatleidingen, zoals kort besproken in de opmerkingen onder deze vraag http://physics.stackexchange.com/q/272547/59023 . Een deel van mijn onwil om te antwoorden komt bovendien tot uiting in de kwesties die aan de orde zijn gesteld op http://physics.stackexchange.com/a/72603/59023 …
- Het probleem is dat ik de vorm of geometrie van het gat niet weet en wanneer de luchtlekkage / -infiltratie optreedt. De luchtstroom in een uitlaatleiding is bijvoorbeeld niet een constante uitgaande stroom van een vloeistof, er zijn reflectie- en verdunningsgolven die daar rond stuiteren en over- en onderdrukgolven veroorzaken. Het kan dus zijn dat er lucht binnenkomt wanneer de verdunningpuls het gat passeert, waardoor een lokale drukgradiënt tussen buiten en binnen de uitlaatleiding ontstaat. Er zijn veel mogelijke problemen …
Antwoord
Ik hoop dat je een beter antwoord dan dit krijgt van een experimentalist. Dit was altijd mijn begrip, maar aangezien ik zelfstudie ben, is er nooit een professor in de buurt wanneer je er een nodig hebt. (Niet klagen, alleen zeggen is alles 🙂
Het deel dat ik niet volg, is dat de onderstaande afbeelding laat een duidelijke vernauwing zien, terwijl een scheur in, zeg maar, de achterste uitlaat / uitlaatdemper met constante diameter, gewoon een scheur is, geen vernauwing.
Hoe dan ook, het venturi-effect is voor mij logisch in termen van van de beweging van luchtmoleculen.
Als ze het smalle gedeelte binnengaan, moeten de luchtmoleculen versnellen om de continuïteit van de stroom te behouden.Dus in plaats van willekeurig in alle richtingen druk uit te oefenen, worden nu veel van hen in de richting langs de lange as van de uitlaat gedwongen, zodat er minder beschikbaar is om naar boven te “wijzen”, zodat de statische druk daalt en de buitenlucht naar binnen stroomt. / p>
De theoretische drukval bij de vernauwing wordt gegeven door de onderstaande formule, die is gebaseerd op de vergelijking van Bernoulli:
$$ {\ displaystyle p_ {1} -p_ {2} = {\ frac {\ rho} {2}} \ left (v_ {2} ^ {2} -v_ {1} ^ {2} \ right)} $$
waarbij $ {\ displaystyle \ scriptstyle \ rho \,} $ is de dichtheid van de vloeistof, $ {\ displaystyle \ scriptstyle v_ {1}} $ is de (langzamere) vloeistofsnelheid waarbij de pijp breder is, $ {\ displaystyle \ scriptstyle v_ {2} } $ is de (snellere) vloeistofsnelheid waarbij de buis wordt versmald.
Antwoord
Het volgende antwoord is speculatief.
Ik weet niet wat er precies in de uitlaatpijp zit dat weerstand kan bieden aan de stroming van gassen, dus ik ga ervan uit dat de uitlaatpijp slechts een holle pijp is. Als dit het geval is, zal de (statische) druk van uitlaatgassen in de buis zeer dicht bij de atmosferische druk liggen, alleen iets hoger (genoeg om de viskeuze weerstand in de stroom te overwinnen). Waar de pijp is gebroken, kan zich een wervelend gebied vormen in het kielzog van het gebroken stuk, en de stroming die turbulent is, kan atmosferische lucht binnenhalen, terwijl tegelijkertijd ook uitlaatgassen uit het gebroken gebied naar de omgeving lekken. Met andere woorden, ik denk dat het effect dat je hebt waargenomen meer te danken is aan turbulente meesleuren dan aan venturi-effecten.