Strujanje i zakon održanja Strujanje i zakon održanja energijeenergije
Pripremio: Varga IštvanHEMIJSKO-PREHRAMBENA SREDNJA ŠKOLA
Svaki fluid koji se nalazi u pokretu sadrži tri vida energije, a to su:
Potencijalna energija (Ep);
Kinetička energija (Ek) i
Energija pritiska (Er).
Ukupna mehanička energija (Eu) nekog fluida data je izrazom:
Eu = Ep + Ek + Er
2
2
p
k
r
E m g h N m J
m wE N m J
E p V N m J
Energija pritiska se meri radom koji je potreban da se neki fluid ili neko telo zapremine “V” utisne u posmatrani fluid koji se nalazi pod pritiskom “p”.
Visina položaja
Visina brzine
Visina pritiska
p
m g h m g hE h m
G m g
Umesto ukupne energije koju ima neki fluid, mnogo je značajnije energija jedinice količine fluida u jednom preseku cevovoda.
Ona se dobija deljenjem izraza sa G = m · g.
2 2
22 2
2k
m w m ww
E mG m g g
r
mp
p V p V pE m
G m g m g g
Ukupna mehanička energija fluida koji se kreće, može da se izrazi jednačinom:
2
2u
w pE h m
g g
Energetska jednačina je poznata kao
Bernulijeva jednačina.
Ako pretpostavimo da je strujanje fluida u cevnom vodu idealno, to jest fluid struji od preseka A do preseka B bez gubitka energije, onda energetska
jednačina dobija oblik:
2 2
2 2A A B B
A B
w p w ph h m
g g g g
A B
wA wB
pA pB
ρ
Strujanje u praksi nije idealno, jer postoje gubici usled trenja.
Trenje predstavlja otpor koji treba savladati, to jest na savlađivanje otpora troši se deo
energije. Ova energija se izgubi (Eg).
A
crpkaρ
U preseku A fluid ima različitu energiju nego u preseku B.
Da bi došao do preseka B, treba da primi dodatnu energiju od crpke (Ed). Ova energija se troši na savlađivanje otpora i na povećanje visine položaja.
Energetska jednačina za navedeni slučaj, može da se napiše:
EA + Ed + Eg = EB , odnosno
2 2
2 2A A B B
A d g B
w p w ph E E h m
g g g g
Iz jednačine se vidi da je energija koju sadrži neki sistem ( na primer fluid), potpuno je određena
samo ako se uzmu u obzir svi njeni vidovi, kao i gubici i dobici.