Ciśnienie a prędkość przepływu

Pytanie

Pyta Jan

Pracuję w firmie wodociągowo-kanalizacyjnej nadzorując oczyszczalnie ścieków metodą napowietrzania osadu aktywnego. Od jakiegoś czasu trwa spór o to, czy zwiększanie ciśnienia w systemie napowietrzania powoduje spadek czy wzrost przepływu powietrza. Pytanie może być dość banalne, ale zależy mi na uzyskaniu odpowiedzi popartej, o ile to możliwe, przykładem który mógłbym użyć do wytłumaczenia tego innym.

Odpowiedź

Odpowiada dr Grzegorz Brona

Nie mam niestety wiedzy o tym jak taki system napowietrzania wygląda, w jaki sposób powietrze jest dostarczane, jakie są różnice ciśnień w poszczególnych częściach systemu. Nie wiem również tego, w jaki sposób ciśnienie jest mierzone, w którym miejscu. Niemniej zasadniczo równanie Bernoulliego mówi, że jeśli prędkość substancji przepływającej przez rurę rośnie, to ciśnienie tej substancji spada (aby się o tym przekonać wystarczy ustawić równolegle względem siebie dwie kartki papieru, a następnie pomiędzy nie dmuchnąć: kartki zbliżą się do siebie, co oznacza, że panuje między nimi niższe ciśnienie niż na zewnątrz układu). Jeśli teraz, dajmy na to, mamy dwie połączone rury o różnej średnicy i przez taki układ przepływa substancja, naturalnie w rurze o mniejszej średnicy musi płynąć szybciej (układ połączony), a więc ciśnienie w niej będzie mniejsze. Efekt ten nazywa się efektem Venturiego.