Lautstärkeregelung – Analyse der Lautstärkeregelung
Ein Kontrollvolumen ist ein festgelegter Raumbereich, der für eine thermodynamische Untersuchung der Massen- und Energiebilanz in einem Strömungssystem ausgewählt wird. Die Grenze des Kontrollvolumens kann eine reale oder imaginäre Hülle sein . Die Kontrollfläche ist die Grenze des Kontrollvolumens.
Die Kontrollvolumenanalyse ermöglicht es uns beispielsweise, die Änderungsrate des linearen Impulses eines Fluids zu bestimmen. Diese Analyse betrachtet ein Strömungsrohr ( das Kontrollvolumen), analog zur Bernoulli-Gleichung. Innerhalb dieses Volumens wird jede Änderung des linearen Impulses des Fluids durch eine auf es einwirkende äußere Kraft verursacht.
Siehe auch: Formel für den linearen Impuls.
Wie in der Abbildung deutlich dargestellt, ermöglicht die Kontrollvolumenmethode die Analyse des Impulserhaltungssatzes in einem Fluid. Ein Kontrollvolumen ist eine gedachte Oberfläche, die ein bestimmtes Volumen umschließt. Dieses Volumen kann ruhend oder beweglich, starr oder verformbar sein. Um alle auf die Oberfläche des Kontrollvolumens wirkenden Kräfte zu bestimmen , müssen die zugehörigen Erhaltungsgleichungen gelöst werden.
Auswahl eines Lautstärkereglers
Das Kontrollvolumen kann ein beliebiges Volumen sein, durch das das Fluid strömt. Dieses Volumen kann fixiert, dynamisch oder während der Strömung sogar verformbar sein. Um ein Problem zu lösen, müssen die grundlegenden Erhaltungssätze innerhalb dieses Volumens berücksichtigt werden. Das Verständnis aller Relativgeschwindigkeiten zur Kontrollfläche ist entscheidend . Daher ist die genaue Definition der Grenzen des Kontrollvolumens für die Analyse unerlässlich.
Beispiel: Ein Wasserstrahl trifft auf eine ruhende Platte.
Eine stationäre Platte (z. B. die Schaufeln einer Wassermühle) lenkt einen Wasserstrom mit einer Geschwindigkeit von einem Meter pro Sekunde um einen Winkel von 90 Grad ab . Dies geschieht bei Atmosphärendruck und einem Massenstrom von Q = 1 Kubikmeter pro Sekunde .
- Berechnen Sie den Druck.
- Berechnen Sie die Kraft des Körpers
- Berechnen Sie die Gesamtkraft
- Berechnen Sie die erzeugte Leistung
Lösung
- Der Eingangsdruck entspricht dem Nullpunktsdruck, der Ausgangsdruck unterliegt der atmosphärischen Kontrolle .
- Da das zu kontrollierende Volumen so klein ist, können wir die auf den Körper wirkende Schwerkraft vernachlässigen .
- F x = ρ.Q.(w 1x – w 2x ) = 1000. 1. (1 – 0) = 1000 N
F y = 0
F = (1000, 0) - Die resultierende Kraft, die auf die Ebene wirkt, hat den gleichen Betrag wie die Gesamtkraft F , wirkt aber in die entgegengesetzte Richtung (Reibung und Gewicht werden vernachlässigt).
Ein Wasserstrahl übt eine Kraft von 1000 Newton in eine bestimmte Richtung auf eine Platte aus.