Som mekaniker vet jag i sig om det finns en spricka i avgaserna ett fordon före O2-sensorn (lambda) kommer frisk luft att komma in och få systemet att läsa ett falskt magert tillstånd (mager betydelse, syreinnehåll större än stoiskt). Typisk logik skulle diktera eftersom avgaserna är under större tryck än uteluften, avgaser skulle tryckas ut ur sprickan och ingen uteluft kunde komma in. I praktiken vet jag emellertid att resultatet är helt annorlunda.
Min förståelse är att venturiprincipen träder i kraft här. Det finns något om hur luft, när luft passerar över ett hål (eller sprickan i det här fallet) drar ut luften tillsammans med den. Något att göra med gasernas hastighet när det flyter över hålet och drar från hålet när det går över det.
Mina frågor är:
- Har jag rätt i att det här är en venturi-effekt?
- Kan någon förklara det exakta fenomenet?
- Finns det en matematisk formel som förklarar någon av relationerna? (dvs. storleken på hålet v. avgasens hastighet ger så mycket luftintag)
Jag förstår att Bernoulli-principen kan ha något att göra med detta också. Den del av det är i alla fall som jag har sett förklarat, de talar om att det finns ett behov av att vätskan (i detta fall avgas) snabbas upp när den passerar hålet, vilket orsakar ett lågt tryckområde vid hole (lekmanns villkor, förlåt) som kommer att skapa oavgjort. Att läsa detta Q / A förklarar det genom detta diagram:
Diagrammet och den bifogade frågan har att göra med ett båtskrov och låter det dränera vatten. I mitt exempel på ett avgaser finns det ingen klump / utbuktning / område som sträcker sig in i avgasflödet och orsakar förändring av vätskeflödet … faktiskt, på grund av turbulens, saktar det förmodligen ner det.
Wikipedia hjälper inte till med min förståelse i denna situation.
Kommentarer
- Var försiktig med antagandet att ett snabbare flöde innebär ett lägre tryck (se http://physics.stackexchange.com/q/290/59023 ). kraft producerad av tryck kommer från lutningar, som är normala / ortogonala (dvs. vinkelräta) till konturer av konstant tryck (tänk på väderkartor för trycksystem). Trycket som produceras av strömmande vätskor kallas ram eller dynamiskt tryck och det utövar krafter parallellt med flödesriktningen (vanligtvis) och är proportionellt mot hastighet i kvadrat …
- @honeste_vivere – Och varför inte har ' t du skrivit ett svar än?
- Två skäl: 1) Jag är t ryar för att komma ihåg nyanserna i avgassystem [de är ' t enkla, som jag tror att du redan vet]; och 2) tiden är inte min vän för tillfället …
- Det finns många problem med avgasrader, som kort diskuteras i kommentarerna nedanför denna fråga http://physics.stackexchange.com/q/272547/59023 . En del av min ovilja att svara uttrycks dessutom i frågorna som tas upp på http://physics.stackexchange.com/a/72603/59023 …
- Problemet är att jag inte känner till hålets form eller geometri och när luftläckage / infiltration inträffar. Till exempel är luftflödet i en avgasledning inte ett konstant utflöde av en vätska, det finns reflektions- och sällsynthetsvågor som studsar in där och orsakar över- och undertrycksvågor. Så det kan vara så att luft kommer in när sällsynthetspulsen passerar hålet och orsakar en lokal tryckgradient mellan utsidan och insidan av avgasröret. Det finns många möjliga problem …
Svar
Jag hoppas att du får ett bättre svar än detta från en experimentell. Det var alltid min förståelse, men när jag själv studerar finns det aldrig en professor när du behöver en. (Inte klaga, bara att säga är allt 🙂
Det jag inte följer är att bilden nedan visar en uppenbar förträngning, medan en spricka i säg, den bakre avgaslådan / ljuddämparen med konstant diameter, bara är en spricka, inte en smalning.
Hur som helst, venturi-effekten är vettig för mig i termer av luftmolekylers rörelse.
När de kommer in i den smala delen måste luftmolekylerna påskyndas för att bibehålla flödets kontinuitet.Så istället för att utöva tryck slumpmässigt i alla riktningar, tvingas nu många av dem i riktningen längs avgasens långa axel, så mindre finns att ”peka” uppåt, så det statiska trycket sjunker och den yttre luften flyter in. / p>
Det teoretiska tryckfallet vid förträngningen ges av denna formel nedan, som är baserad på Bernoullis ekvation:
$$ {\ displaystyle p_ {1} -p_ {2} = {\ frac {\ rho} {2}} \ left (v_ {2} ^ {2} -v_ {1} ^ {2} \ right)} $$
där $ {\ displaystyle \ scriptstyle \ rho \,} $ är densiteten hos vätskan, $ {\ displaystyle \ scriptstyle v_ {1}} $ är den (långsammare) fluidhastigheten där röret är bredare, $ {\ displaystyle \ scriptstyle v_ {2} } $ är den (snabbare) flytande hastigheten där röret smalnar.
Svar
Följande svar är spekulativt.
Jag vet inte exakt vad det finns inuti avgasröret som kan erbjuda motstånd mot gasflöde, så jag kommer att anta att avgasröret bara är ett ihåligt rör. Om detta är fallet kommer (statiskt) tryck av avgaser inuti röret att vara mycket nära atmosfärstrycket, bara något högre (tillräckligt för att övervinna visköst motstånd i flödet). Där röret är trasigt kan en virvelregion bildas i kölvattnet av det trasiga stycket, och flödet är turbulent, kan skopa in atmosfärisk luft, samtidigt som avgaser samtidigt läcker ut från det trasiga området in i omgivningen. Med andra ord tror jag att effekten du har observerat beror mer på turbulent medverkan snarare än venturi-effekt.