Avouomavirtauksen perusteet
|
|
- Eero Lahtinen
- 7 vuotta sitten
- Katselukertoja:
Transkriptio
1 WETS15 Avouomavirtaus 1 Avouomavirtauksen perusteet Timo Huttula 1. Johdanto...1. Avouomavirtaus Avouomavirtauksessa vaikuttavista voimista Virtauksen luokitteluperusteet Avouoman geometria Virtausyhtälöt Perusoletukset Hydrostaattinen paine Hydrodynamiikan perusyhtälöt Virtaustila Frouden luku ja rajasyvyys Virtaustilan merkitys käytännön tarkasteluissa Käytetyt merkinnät Kirjallisuus Johdanto Uomaverkosto (norot, purot, joet, jne.) kuljettavat vettä valuma alueella ja vievät ne lopulta järveen tai merelle. Seuraavassa tarkastellaan joen ja yleensä avouoman perushydrauliikkaa.. Avouomavirtaus.1.Avouomavirtauksessa vaikuttavista voimista Virtausta purossa tai joessa voidaan usein pitää yksidimensionaalisena avouomavirtauksena. Veden tiheyttä ρ voidaan pitää vakiona. Avouomavirtauksen teoria ja kaavat ovat läheistä sukua putkivirtaukselle. Käytännössä miltei kaikki vesistöissä tapahtuva virtaus on avouomavirtausta. Poikkeuksen muodostavat veden kulku eräissä rakenteissa sekä jotkin lähinnä teoreettiset erikoistilanteet kuten tiivis jääkansi pienessä uomassa. Avouomavirtauksen tunnusomainen piirre on myös se, että veden pinta on avoin ja sillä vallitsee ilmanpaine. Virtauksen saa aikaan pääasiassa painovoima, joka siirtää Timo Huttula
2 HYDMET Avouomavirtaus vettä uoman kaltevuuden mukaan. Tietyissä tilanteissa tuuli (laajat suvannot) ja vuorovesi (suistot) aiheuttavat virtauksia. Lisäksi keskipakoisvoima vaikuttaa uomien mutkissa. Erityisesti vaihtelevat uomatekijät aiheuttavat sen, että avouomavirtauksen käsittely on monessa suhteessa hankalaa. Uomatekijöillä tarkoitetaan tässä muun muassa pinnankorkeutta, poikkileikkauksen suuruutta ja seinämän laatua. Nämä ja jotkut muutkin avouomavirtaukseen liittyvät tekijät ovat vuorovaikutussuhteessa keskenään. Luonnonuomissa avouomavirtaukseen vaikuttavien voimien tärkeysjärjestys on yleensä seuraava: 1. Painovoima. Turbulenssiin liittyvä voima 3. Tuuli 4. Keskipakoisvoima 5. Coriolis eli maan pyörimisestä johtuva näennäinen voima 6. Pintajännitys 7. Viskositeetti Pintajännitys ja tuuli vaikuttavat pinnalla, muiden voimien vaikutus jakautuu tasaisemmin. Leikkausjännitys ja turbulenssia esiintyy rajapintojen (pohja, reunat, harppauskerros) läheisyydessä. Seuraavassa taulukossa (Taulukko1) on voimien arvoja eri tapauksissa. Taulukko 1. Avouomavirtauksessa vaikuttavien voimien arvoja eri tapauksissa, kun veden lämpötila on 10 0 C...Virtauksen luokitteluperusteet
3 HYDMET Avouomavirtaus 3 Virtauksen ominaisuuksia ja luonnetta voidaan kuvata monella tavoin. Seuraavat neljä virtaustilan ryhmittelyperustetta ovat keskeisiä: 1) kriteerinä virtauksen ajallinen vaihtelu stationäärinen eli pysyvä virtaus (steady flow), ei muutu ajan suhteen epästationäärinen eli muuttuva virtaus (unsteady flow), muuttuu ajan suhteen ) kriteerinä virtauksen paikallinen vaihtelu tasaisessa virtauksessa (uniform flow) virtaustekijät kuten uoman poikkileikkaus ja pinnankorkeus säilyvät muuttumattomina koko uomaosuudella epätasaisessa virtauksessa (varied flow) virtaustekijät muuttuvat paikan suhteen 3) kriteerinä nestepartikkelien liikerata laminaarivirtauksessa (laminar flow) nestepartikkelien liikeratoja voidaan kuvata rinnakkaisilla viivoilla: neste ei virratessaan sekoitu turbulenttisessa eli pyörteisessä virtauksessa (turbulent flow) nestepartikkelit liikkuvat myös sivuttaissuuntiin ja virtaavat nestekerrokset sekoittuvat keskenään 4) kriteerinä suhteellinen virtausnopeus verkasvirtauksessa (subcritical flow) virtausnopeus on pienempi kuin uomassa etenevän häiriöaallon nopeus kiitovirtauksessa (supercritical flow) virtausnopeus on suurempi kuin uomassa etenevän häiriöaallon nopeus Kuvassa 1 esitetään virtauksen muuttuminen yksittäisten vesiosasten virtausviivoilla kun virtaustilanne kehittyy täysin laminaarisesta (a) täysin turbulenttiseen virtaukseen (d), välitilojen (b) ja (c) kautta.
4 HYDMET Avouomavirtaus 4 Kuva 1. Yksinkertaistettu esitys yksittäisten vesiosasten liikeradoista, kun virtaustilanne muuttuu laminaarisesta (a) välitilojen (b ja c) kautta täysin turbulenttiseksi Luokittelu turbulenttiseen ja laminaariseen virtaukseen perustuu turbulenssiin liittyvän voiman ja viskositeettiin liittyvän voiman suhteiden laskemiseen kiihtyvyyksien avulla. Tätä suhdetta sanotaan Reynoldsin luvuksi R e. Se on uy R e = (1) ν missä, y = uoman syvyys, u= veden virtauksen nopeus ja = veden kinemaattinen viskositeetti=absoluuttinen viskositeetti/veden tiheys.
5 HYDMET Avouomavirtaus 5 Luonnonuomassa syvyys y korvataan usein hydraulisella säteellä R h, joka määritellään poikkileikkauksen pinta alan suhteena märkään piiriin (Kuva ). ν on veden kinemaattinen viskositeetti, joka on absoluuttinen viskositeetti/tiheys, absoluuttisen viskositeetin yksikkö SI järjestelmässä on Poise = kg m 1 s 1. Puhtaalle vedelle abs. viskositeetti on 1.514*10 3 kg m 1 s 1 kun veden lämpötila on 5 o C. Se laskee arvoon 0.891*10 3 kg m 1 s 1 kun lämpötila on 0 o C. Vastaavastati kinemaattisen viskositeetin arvot ovat 1,51*10 6 ja 0,89 *10 6 m s 1. On todettu, että virtaus on turbulenttinen, jos näin määritelty Reynoldsin luku on suurempi kuin 000. Esim. 1. Tarkastellaan tilannetta erikokoisissa poikkileikkaukseltaan suorakulmaisissa uomassa, kun veden lämpötila on 5 ja 0 0 C. Mikä on R e :n arvo? Virtaus nopeu s Uom an syvy ys Uo man leve ys Märk äpiiri Poik kileik kauk sen ala Hydra uline n säde Veden tiheys, kunt=5 C Veden tiheys, kunt=0 C Veden absoluu ttinen viskosit eetti kun T=5 C Veden absoluuttin en viskositeett i kun T=0 C Veden kinemaattin en viskositeett i kun T=5 C Veden kinemaattin en viskositeett i kun T=0 C Reynoldsi n luku, kun T=5 C Reynolds in luku, kun T=0 C ms 1 m m m m m kg/m3 kg/m3 kgm 1s 1 kgm 1s 1 ms 1 ms , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E , , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E , , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E , , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E , , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,1 0, , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,01 0, , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,001 0, , , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E , ,1 0,5 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,1 0, ,1 0,5 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,01 0, ,1 0,5 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,001 0, ,1 0,5 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E , ,1 0,5 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,1 0,05 1 1,1 0,05 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,01 0,05 0,1 0, 0,01 0,05 999, ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E ,001 0,05 0 0,11 0 0, , ,063 0,0015 8,910E 04 1,514E 06 8,96E Taulukosta voidaan päätellä, että luonnon uomissa suuressa mittakaavassa virtaus on yleensä turbulenttinen. Sen sijaan rajapinnoilla (seinämillä, pohjan lähellä sekä kasvien ja eliöiden pinnalla) on laminaarinen rajakerros, jonka paksuus riippuu virtaustilanteesta..3.avouoman geometria Avouomavirtauksen tarkastelussa ovat keskeisiä uoman geometriaan liittyvät tekijät. Keinotekoisessa kanavassa ne voivat joissain tapauksissa säilyä miltei muuttumattomina koko kanavan osuudella. Yleensä ne kuitenkin vaihtelevat sekä
6 HYDMET Avouomavirtaus 6 kaivetuissa että varsinkin luonnon uomissa. Tämän vuoksi uoman geometriset tiedot liittyvät aina tiettyyn poikkileikkaukseen. Kuvassa on esitetty mielivaltainen avokanavan poikkileikkaus, jonka geometrian keskeiset määritelmät voidaan esittää seuraavasti: Kuva. Avouoman poikkileikkaus vedensyvyys (W, vesisyvyys, poikkileikkauksen syvyys) on pystysuora etäisyys poikkileikkauksen alimmasta pisteestä veden pintaan jyrkissä uomissa tarkasti ottaen kohtisuora etäisyys) pinnan korkeus (vedenkorkeus, y) on vedenpinnan korkeustaso tietystä vertailutasosta laskettuna leveys (T) on poikkileikkauksen leveys mitattuna pinnan tasosta pinta ala (A) on poikkileikkauksen pinta alamitattuna virtaussuuntaa vastaan kohtisuorassa tasossa märkäpiiri (P) on veden ja poikkileikkauksen seinämän kosketuspinnan pituus eli poikkileikkauksen piiri vähennettynä leveydellä hydraulinen säde (Rh) on pinta alan ja märän piirin suhde (=A/P) hydraulinen korkeus eli hydraulinen halkaisija (D) on pinta alan ja leveyden suhde (=A/T) 3. Virtausyhtälöt 3.1.Perusoletukset Hydromekaniikan teoriat ovat vaikeasti formuloitavissa. Tämän vuoksi virtauksen perustarkastelut tehdään niin sanotuilla ideaalinesteillä. Ideaalinesteiden tärkein ominaisuus on se, että niiden oletetaan olevan kitkattomia, toisin sanoen sekä nesteen leikkausjännitykset että nesteen ja seinämän välinen kitka puuttuvat. Ideaalinesteitä voidaan tarkastella soveltamalla Newtonin toista peruslakia. NII
7 HYDMET Avouomavirtaus 7 ilmoittaa, että kappaleen saama kiihtyvyys on siihen vaikuttavien voimien summa jaettuna kappaleen massalla. Toinen olettamus, joka veden virtausta tutkittaessa voidaan usein tehdä, on nesteen kokotonpuristumattomuus. Huolimatta tehdyistä yksinkertaistuksista kokoonpuristumattoman ideaalinesteen liikettä kuvaavat yhtälöt ovat sellaisenaan käyttökelpoisia monissa käytännön ongelmissa. Kun kitkatekijä tai tiheyden muutokset on ongelman luonteen vuoksi otettava huomioon, käytetään lisätermeillä täydennettyjä kaavoja tai muita monipuolisempia menettelyjä. 3..Hydrostaattinen paine Hydrostatiikka tarkastelee paineen aiheuttamia voimia. Veden paine vaikuttaa kaikensuuntaisiin pintoihin kohtisuoraan ja jokaiselta suunnalta. Hydrostaattisen paine ( P w ) on P w = ρ gz = γz (1) missä, =veden tiheys, g=maan vetovoimaan kiihtyvyys, z = etäisyys vapaasta pinnasta ja γ on nesteen ominaispaino. Tietyllä syvyydellä vallitseva kokonaispaine=ilmanpaine+hydrostaattinen paine Paineen yksikkö on Pascal (1 Pa = Nm 3 m=nm ) tai bar (1 bar=10 5 Nm ). Paine aiheuttaa kappaleeseen tietyllä syvyydellä joka puolelta samanlaisena kohdistuvan voiman, jonka suuruus on F=P*dA, missä da on äärettömän pieni pinta alkio. Nesteeseen upotetussa kappaleessa täytyy ottaa huomioon kappaleen syvyysjakauma ja toisaalta noste, joka keventää kappaletta Arkhimedeen lain mukaan. Esim.. Mikä on hydrostaattisen paineen aiheuttama voima makeassa vedessä =1000 kgm 3 ) 10 m syvyydellä olevaan patoluukkuun, joka on kooltaan 5 m*3 m? P w =1000 kgm 3 * 9,81ms *10 m = Pa, F=P*A=98100 Pa*15 m = 147 kn 3.3.Hydrodynamiikan perusyhtälöt Hydrodynamiikan perusyhtälönä pidetään yleisesti Eulerin kenttätarkastelua. Se kuvaa nestepartikkelien liikettä ja niihin vaikuttavia voimia Newtonin toisen peruslain pohjalta. Tarkastelu voidaan tehdä yksi, kaksi tai kolmidimensioiselle virtaukselle ja sekä ideaali että kitkallisille nesteille (esimerkiksi Vennard 1966, Hosia 198).
8 HYDMET Avouomavirtaus 8 Toinen perusyhtälö on jatkuvuusyhtälö, joka voidaan esittää jatkuvalle stationääriselle virtaukselle muodossa Q = u = () 1A1 u A missä, Q = virtaama, 1, = keskimääräiset virtausnopeudet kahdessa mielivaltaisessa uomapoikkileikkauksessa 1 ja ja A 1, A = poikkileikkausten 1 ja pinta alat. Eulerin yhtälöiden ja jatkuvuusyhtälön perusteella voidaan johtaa Bernoullin energiayhtälöt ideaali ja kitkalliselle nesteelle. Ne kuvaavat virtauksen energiamuotoja ja energian säilyvyyttä. Bernoullin yhtälöt muodostavat lähtökohdan useille käytännön tarkasteluille. Kokoonpuristumattomalle ideaalinesteelle ja avouomavirtaukselle Bernoullin yhtälö voidaan kirjoittaa: y u1 u + = y (3) g g 1 + missä, y 1, y = pinnan korkeus uomapoikkileikkauksissa 1 ja g = painovoiman kiihtyvyys Termiä u /(g) nimitetään virtauksen nopeuskorkeudeksi ja termiä y i potentiaalikorkeudeksi. Todelliselle, kitkalliselle nesteelle Bernoullin yhtälö kuuluu vastaavasti: u1 u y 1 + = y + α + g g α (4) missä = nopeuden epätasaisesta jakautumisesta johtuva korjauskerroin ja h f = kitkahäviö poikkileikkausten 1 ja välisellä uomaosuudella. α on tarpeen, koska nopeus poikkileikkauksessa vaihtelee arvosta 0 pohjan lähellä maksimiarvoon pinnalla. Luonnonuomissa α voi vaihdella välillä 1,1 1,5. Käytännössä potentiaalikorkeuden vaihtelut ovat paljon suurempia kuin nopeuskorkeuden vaihtelut ja α: n arvolla ei ole suurta merkitystä. Tasaisessa virtauksessa nopeuden vertikaalijakauma noudattaa likimain logaritmista käyrää. Sen jonka tietystä kohdasta löytyy arvo, joka vastaa uoman keskinopeutta. Olkoon tämän pisteen korkeus pohjaan nähden bz. Tällöin nopeusjakaumasta ratkaisemalla saadaan: h f
9 HYDMET Avouomavirtaus 9 1 b = = 0,37 e missä e= luonnollisen logaritmijärjestelmän perusluku eli Neperin luku. Tasaisessa virtauksessa pätee uoman keskinopeudelle ns. Manningin yhtälö u = 1/ 1 / 3 1/ 1 / 3 h f R 0 = h S R (5) n n x missä, n = Manningin karkeusparametri. Sille löytyy kirjallisuudesta suuri joukko kokeellisia arvoja. Esimerkkejä Manningin kertoimen arvoista (m 1/3 s) eräille pinnoille Sileä asfaltti 0,01 Asfaltti tai betoniverhous 0,014 Tiivistetty savi 0,03 Kevyt nurmikko 0,0 Tiheä nurmikko 0,35 Tiheä pensas tai metsän alusta 0,40 Manningin kertoimien arvot ovat kokeellisia ja niiden vaihtelu on melko suurta. On myös muistettava, että uomaparametrit (vedenkorkeus, virtaama ja pohjan kitkaominaisuudet) riippuvat toisistaan. Näin ollen kertoimen arvo myös vaihtelee hiukan eri vesitilateissa.
10 HYDMET Avouomavirtaus 10
11 HYDMET Avouomavirtaus Virtaustila 4.1.Frouden luku ja rajasyvyys Avouomavirtaus aiheutuu painovoimasta. Sen vaikutusta virtaukseen ja virtauksen luonnetta kuvaa dimensioton Frouden luku F r, joka määritellään seuraavasti u F r = (6) gh missä, = uomapoikkileikkauksen keskimääräinen virtausnopeus ja h = veden syvyyttä kuvaava suure (yleisimmin hydraulinen korkeus D ) Frouden luvun määritelmä liittyy aiemmin esitettyihin virtauksen luokitteluperusteisiin seuraavasti: pinta aallon etenemisnopeus uomassa on likimain (g D) 1/ ; tästä seuraa, että kun F r > 1, keskimääräinen virtausnopeus on suurempi kuin uomassa etenevän häiriöaallon nopeus; virtaustila on kiitovirtaus ja kun F r < 1, häiriöaalto etenee nopeammin kuin virtaus ja kyseessä on verkasvirtaus. Frouden luvun voidaan sanoa kuvaavan virtauksen paino ja hitausvoimien suhdetta. Kun painovoiman osuus on suurempi (F r < 1), ollaan verkasvirtauksen alueella. Kiitovirtauksessa hitausvoimat ovat suhteellisesti suuret ja virtaus on nopea, usein rikkonainen ja "vesi syöksy" kuten esimerkiksi jyrkissä koskissa. Esim. 3. Millaisella virtausnopeuden arvolla kiitovirtaus syntyy, kun uoman keskisyvyys on 1 m? Aallon nopeus on (gh) 0,5 =(9,81 ms 1 m) 0,5 =(9,81 m s ) 0,5 =3,1 ms 1. Ts. virtausnopeuden on oltava suurempi kuin 3,1 ms 1. Jos uoman syvyys on vain 0,1 m, kiitovirtaus syntyy kun virtausnopeus on suurmepi kuin 1,0 ms 1. Frouden luvun määritelmästä seuraa, että verkasvirtauksen vallitessa avouoman pinta aallot etenevät sekä myötä että vastavirtaan. Näin uomassa olevan tai siihen kohdistuvan häiriötekijän vaikutus heijastuu häiriökohdan ylävirran puolelle. Kiitovirtauksessa vastaavien häiriötekijöiden vaikutus kohdistuu ainoastaan alapuoliseen uomaan. Frouden luvulla ja sen mukaisella virtauksen luokitteluilla on myös toinen merkitys. Bernoullin energiayhtälön perusteella avouomavirtauksen energia eli niin sanottu energiakorkeus (H s ) on mielivaltaisessa poikkileikkauksessa likimain:
12 HYDMET Avouomavirtaus 1 u Q H = y + = y + (7) g ga Energiakorkeuden lausekkeesta seuraa, että virtaaman ollessa vakio on tietty pinnankorkeus (H s ) ja sitä vastaava virtausnopeus, joilla virtaus läpäisee uoman minimienergialla (Kuva 3). Vastaavasti, energiakorkeuden ollessa vakio uomassa vallitsee suurin mahdollinen virtaama kyseisillä vedenkorkeuden ja virtausnopeuden arvoilla. Pinnan korkeuden mukaista veden syvyyttä kutsutaan rajasyvyydeksi ja vastaavaa virtausnopeutta rajanopeudeksi. Tilanne saavutetaan tapauskohtaisesti määräytyvällä uoman kaltevuudella, rajakaltevuudella. Nämä olosuhteet vallitsevat, kun Frouden luku saa arvon 1 eli kun virtaustila on kiito ja verkasvirtauksen rajaalueella. Virtauksen sanotaan olevan kriittinen. Muualla kuin kriittisen virtauksen kohdassa tiettyä energiakorkeutta tai virtaamaa vastaa kaksi veden syvyys/virtaamayhdistelmää, joista toinen edustaa verkas ja toinen kiitovirtausta. Kuva 3. Veden pinnankorkeuden (Y) riippuvuus ominaiskorkeudesta (H s ). Kuvassa on erikseen osoitettu kahden vedenkorkeuden syntyminen riippuen siitä onko tuossa virtaamatilanteessa kyse verkas vai kiitovirtauksesta. 4..Virtaustilan merkitys käytännön tarkasteluissa
13 HYDMET Avouomavirtaus 13 Verkas ja kiitovirtauksen käsitteet ja niiden fysikaalinen tausta ovat keskeisiä avouomahydrauliikan hydrologisissa sovellutuksissa. Kiitovirtaus on vesistöissä melko harvinainen virtaustila. Kuitenkin se antaa mahdollisuuden muun muassa tarkkojen virtaamahavaintojen tekemiseen vedenkorkeuden mittaamisen avulla. Kuva 4. Virtaustilojen vaihtelu luonnon uomissa. Kts. engl. termit luvusta. Kun kiitovirtauskohdan alapuoliset uoma, virtaus tai muut tekijät eivät vaikuta ylävirtaan, purkautuvan virtaaman suuruus määräytyy yksiselitteisesti uoman geometrian ja yläpuolisen energiakorkeuden perusteella. Virtausnopeuden ollessa kiitovirtauskohdan yläpuolella riittävän pieni energiakorkeus on sama kuin pinnan korkeus (yhtälö 7). Yleisimmät kiitovirtauksen muodostumispaikat vesistöissä ovat jyrkät kosket ja putoukset sekä rakenteet kuten ylisyöksypadot. Käytännössä huomattava osa vedenkorkeuden ja virtaaman mittauksista tehdään kiitovirtauskohteiden läheisyydessä.
14 HYDMET Avouomavirtaus 14 Toinen esimerkki virtaustilan merkityksestä on avouoman padotuslaskelmien tekeminen. Näiden laskelmien avulla tutkitaan lähinnä tietyn uomaosuuden pinnan korkeuden pituusprofiilia eri virtaamilla. Jos koko osuudella vallitsee verkasvirtaus, laskelmat tehdään etenemällä vastavirtaan pinta aaltojen häiriövaikutuksen vuoksi. Kiitovirtauksen alueella laskelmat tehdään puolestaan myötävirtaan, joka on ainoa mahdollinen häiriövaikutusten etenemissuunta näissä olosuhteissa. 5. Käytetyt merkinnät A=poikkileikkauksen pinta ala (m ) = nopeuden epätasaisesta jakautumisesta johtuva korjauskerroin D=hydraulinen korkeus eli hydraulinen halkaisija, pinta alan ja leveyden suhde (=A/T) F r,=frouden luku g=maan vetovoiman kiihtyvyys (m s 1 ) γ = nesteen ominaispaino h f = kitkahäviö joiden poikkileikkausten välisellä uomaosuudella (m) H s = rajasyvyys (m) P=märkäpiiri, veden ja poikkileikkauksenseinämän kosketuspinnan pituus eli poikkileikkauksen piiri vähennettynä leveydellä (m) n= Manningin karkeusparametri (m 1//3 s) P w = hydrostaattinen paine (Pa) R e = Reynoldsin luku Rh= hydraulinen säde, pinta alan ja märän piirin suhde (m) =veden tiheys (kgm 3 ) T= uoman leveys, poikkileikkauksen leveys mitattuna pinnan tasosta u= veden virtauksen nopeus (ms 1 ) = veden kinemaattinen viskositeetti = absoluuttinen viskositeetti/veden tiheys (kg m 1 s 1 /kgm 3 =m s 1 ) y= vedenpinnan korkeustaso tietystä vertailutasokasta laskettuna (m) z = etäisyys vapaasta pinnasta (m) 6. Kirjallisuus Vesiyhdistys, 1986: Sovellettu hydrologia. ISBN x. Mänttä
Hydrauliikka: kooste teoriasta ja käsitteistä
ENY-C003 / S-05 Hydrauliikka: kooste teoriasta ja käsitteistä Sovelletussa hydrodynamiikassa eli hydrauliikassa käsitellään veden virtausta putkissa ja avouomissa sekä maaperässä. Käsitteitä Rataviiva,
LisätiedotAineskuljetus avouomassa
1 Aineskuljetus avouomassa Timo Huttula 1. Yleistä... 1 2. Virtausvastus... 2 3. Uoman eroosio ja sedimentin kuljetus... 2 3.1. Vallitsevat prosessit... 2 3.2. Hiukkasen laskeutumisnopeus... 3 3.3. Kriittinen
LisätiedotEsim: Mikä on tarvittava sylinterin halkaisija, jolla voidaan kannattaa 10 KN kuorma (F), kun käytettävissä on 100 bar paine (p).
3. Peruslait 3. PERUSLAIT Hydrauliikan peruslait voidaan jakaa hydrostaattiseen ja hydrodynaamiseen osaan. Hydrostatiikka käsittelee levossa olevia nesteitä ja hydrodynamiikka virtaavia nesteitä. Hydrauliikassa
LisätiedotKuva 1. Virtauksen nopeus muuttuu poikkileikkauksen muuttuessa
8. NESTEEN VIRTAUS 8.1 Bernoullin laki Tässä laboratoriotyössä tutkitaan nesteen virtausta ja virtauksiin liittyviä energiahäviöitä. Yleisessä tapauksessa nesteiden virtauksen käsittely on matemaattisesti
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
LisätiedotMatematiikan tukikurssi
Matematiikan tukikurssi Kurssikerta 8 1 Derivaatta Tarkastellaan funktion f keskimääräistä muutosta tietyllä välillä ( 0, ). Funktio f muuttuu tällä välillä määrän. Kun tämä määrä jaetaan välin pituudella,
LisätiedotLuku 13. Kertausta Hydrostaattinen paine Noste
Luku 13 Kertausta Hydrostaattinen paine Noste Uutta Jatkuvuusyhtälö Bernoullin laki Virtauksen mallintaminen Esitiedot Voiman ja energian käsitteet Liike-energia ja potentiaalienergia Itseopiskeluun jää
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2013 Insinöörivalinnan fysiikan koe 29.5.2013, malliratkaisut
A1 Ampumahiihtäjä ampuu luodin vaakasuoraan kohti maalitaulun keskipistettä. Luodin lähtönopeus on v 0 = 445 m/s ja etäisyys maalitauluun s = 50,0 m. a) Kuinka pitkä on luodin lentoaika? b) Kuinka kauaksi
LisätiedotLuvun 12 laskuesimerkit
Luvun 12 laskuesimerkit Esimerkki 12.1 Mikä on huoneen sisältämän ilman paino, kun sen lattian mitat ovat 4.0m 5.0 m ja korkeus 3.0 m? Minkälaisen voiman ilma kohdistaa lattiaan? Oletetaan, että ilmanpaine
LisätiedotKJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, pe :00-17:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.
KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, pe 16.2.2018 13:00-17:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet. Pelkät kaavat ja ratkaisu eivät riitä täysiin pisteisiin. Arvioinnin
Lisätiedot( ) ( ) ( ) ( ( ) Pyramidi 4 Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 271 Päivitetty 19.2.2006. 701 a) = keskipistemuoto.
Pyramidi Analyyttinen geometria tehtävien ratkaisut sivu 7 Päivitetty 9..6 7 a) + y = 7 + y = 7 keskipistemuoto + y 7 = normaalimuoto Vastaus a) + y = ( 7 ) + y 7= b) + y+ 5 = 6 y y + + = b) c) ( ) + y
LisätiedotFYSIIKKA. Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille. Copyright Isto Jokinen; Käyttöoikeus opetuksessa tekijän luvalla. - Laskutehtävien ratkaiseminen
FYSIIKKA Mekaniikan perusteita pintakäsittelijöille - Laskutehtävien ratkaiseminen - Nopeus ja keskinopeus - Kiihtyvyys ja painovoimakiihtyvyys - Voima - Kitka ja kitkavoima - Työ - Teho - Paine LASKUTEHTÄVIEN
LisätiedotHuomaa, että 0 kitkakerroin 1. Aika harvoin kitka on tasan 0. Koska kitkakerroin 1, niin
Kun alat vetää jotain esinettä pitkin alustaa, huomaat, että tarvitaan tietty nollaa suurempi voima ennen kuin mainittu esine lähtee edes liikkeelle. Yleensä on vielä niin, että liikkeelle lähteminen vaatii
LisätiedotKJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai :00-12:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.
KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai 26.5.2017 8:00-12:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet. Pelkät kaavat ja ratkaisu eivät riitä täysiin pisteisiin.
Lisätiedot2.7 Neliöjuuriyhtälö ja -epäyhtälö
2.7 Neliöjuuriyhtälö ja -epäyhtälö Neliöjuuren määritelmä palautettiin mieleen jo luvun 2.2 alussa. Neliöjuurella on mm. seuraavat ominaisuudet. ab = a b, a 0, b 0 a a b =, a 0, b > 0 b a2 = a a > b, a
LisätiedotLuento 16: Fluidien mekaniikka
Luento 16: Fluidien mekaniikka Johdanto ja käsitteet Sovelluksia Bernoullin laki Luennon sisältö Johdanto ja käsitteet Sovelluksia Bernoullin laki Jatkuvan aineen mekaniikka Väliaine yhteisnimitys kaasuilla
LisätiedotFluidi virtaa vaakasuoran pinnan yli. Pinnan lähelle muodostuvan rajakerroksen nopeusjakaumaa voidaan approksimoida funktiolla
Tehtävä 1 Fluidi virtaa vaakasuoran pinnan yli. Pinnan lähelle muodostuvan rajakerroksen nopeusjakaumaa voidaan approksimoida funktiolla ( πy ) u(y) = U sin, kun 0 < y < δ. 2δ Tässä U on nopeus kaukana
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 10 Noste Nesteeseen upotettuun kappaleeseen vaikuttaa nesteen pintaa kohti suuntautuva nettovoima, noste F B Kappaleen alapinnan kohdalla nestemolekyylien
LisätiedotLiike ja voima. Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä
Liike ja voima Kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia ja niistä aiheutuvia liikeilmiöitä Tasainen liike Nopeus on fysiikan suure, joka kuvaa kuinka pitkän matkan kappale kulkee tietyssä ajassa. Nopeus voidaan
LisätiedotLuvun 10 laskuesimerkit
Luvun 10 laskuesimerkit Esimerkki 10.1 Tee-se-itse putkimies ei saa vesiputken kiinnitystä auki putkipihdeillään, joten hän päättää lisätä vääntömomenttia jatkamalla pihtien vartta siihen tiukasti sopivalla
LisätiedotJakso 3: Dynamiikan perusteet Näiden tehtävien viimeinen palautus- tai näyttöpäivä on keskiviikko 5.8.2015.
Jakso 3: Dynamiikan perusteet Näiden tehtävien viimeinen palautus- tai näyttöpäivä on keskiviikko 5.8.2015. Tässä jaksossa harjoittelemme Newtonin toisen lain soveltamista. Newtonin toinen laki on yhtälön
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Syksy 010 Jukka Maalampi LUENTO 9 Paine nesteissä Nesteen omalla painolla on merkitystä Nestealkio korkeudella y pohjasta: dv Ady dm dv dw gdm gady paino Painon lisäksi alkioon
Lisätiedot(b) Tunnista a-kohdassa saadusta riippuvuudesta virtausmekaniikassa yleisesti käytössä olevat dimensiottomat parametrit.
Tehtävä 1 Oletetaan, että ruiskutussuuttimen nestepisaroiden halkaisija d riippuu suuttimen halkaisijasta D, suihkun nopeudesta V sekä nesteen tiheydestä ρ, viskositeetista µ ja pintajännityksestä σ. (a)
Lisätiedot2.2 Ääni aaltoliikkeenä
2.1 Äänen synty Siirrymme tarkastelemaan akustiikkaa eli äänioppia. Ääni on ilman tai nesteen paineen vaihteluita (pitkittäistä aaltoliikettä). Kiinteissä materiaaleissa ääni voi edetä poikittaisena aaltoliikkeenä.
LisätiedotLaskuharjoitus 1 Ratkaisut
Vastaukset palautetaan yhtenä PDF-tiedostona MyCourses:iin ke 28.2. klo 14 mennessä. Mahdolliset asia- ja laskuvirheet ja voi ilmoittaa osoitteeseen serge.skorin@aalto.fi. Laskuharjoitus 1 Ratkaisut 1.
Lisätiedot4A 4h. KIMMOKERROIN E
TURUN AMMATTIKORKEAKOULU TYÖOHJE 1/5 A h. KIMMOKERROIN E 1. TYÖN TAVOITE 2. TEORIAA Tässä työssä muista töistä poiketen tärkein tavoite on ymmärtää fysikaalisten suureiden keskinäistä riippuvuutta toisistaan
Lisätiedot(c) Kuinka suuri suhteellinen virhe painehäviön laskennassa tehdään, jos virtaus oletetaan laminaariksi?
Tehtävä 1 Vettä (10 astetta) virtaa suorassa valurautaisessa (cast iron) putkessa, jonka sisähalkaisija on 100 mm ja pituus 70 m. Tilavuusvirta on 15 litraa minuutissa. (a) Osoita, että virtaus on turbulenttia.
Lisätiedoton radan suuntaiseen komponentti eli tangenttikomponentti ja on radan kaarevuuskeskipisteeseen osoittavaan komponentti. (ks. kuva 1).
H E I L U R I T 1) Matemaattinen heiluri = painottoman langan päässä heilahteleva massapiste (ks. kuva1) kuva 1. - heilurin pituus l - tasapainoasema O - ääriasemat A ja B - heilahduskulma - heilahdusaika
Lisätiedotc) Määritä paraabelin yhtälö, kun tiedetään, että sen huippu on y-akselilla korkeudella 6 ja sen nollakohdat ovat x-akselin kohdissa x=-2 ja x=2.
MAA4. Koe 8.5.0 Jussi Tyni Kaikkiin tehtäviin ratkaisujen välivaiheet näkyviin! Ota kokeesta poistuessasi tämä paperi mukaasi! Tee konseptiin pisteytysruudukko! Muista kirjata nimesi ja ryhmäsi. Valitse
Lisätiedot(x 0 ) = lim. Derivoimissääntöjä. Oletetaan, että funktiot f ja g ovat derivoituvia ja c R on vakio. 1. Dc = 0 (vakiofunktion derivaatta) 2.
Derivaatta kuvaa funktion hetkellistä kasvunopeutta. Geometrisesti tulkittuna funktion derivaatta kohdassa x 0 on funktion kuvaajalle kohtaan x 0 piirretyn tangentin kulmakerroin. Funktio f on derivoituva
LisätiedotOletetaan, että funktio f on määritelty jollakin välillä ]x 0 δ, x 0 + δ[. Sen derivaatta pisteessä x 0 on
Derivaatta Erilaisia lähestymistapoja: geometrinen (käyrän tangentti sekanttien raja-asentona) fysikaalinen (ajasta riippuvan funktion hetkellinen muutosnopeus) 1 / 13 Derivaatan määritelmä Määritelmä
LisätiedotSähköstaattisen potentiaalin laskeminen
Sähköstaattisen potentiaalin laskeminen Potentiaalienegia on tuttu mekaniikan kussilta eikä se ole vieas akielämässäkään. Sen sijaan potentiaalin käsite koetaan usein vaikeaksi. On hyvä muistaa, että staattisissa
LisätiedotNESTEIDEN ja ja KAASUJEN MEKANIIKKA
NESTEIDEN ja KSUJEN MEKNIIKK Väliaineen astus Kaaleen liikkuessa nesteessä tai kaasussa, kaaleeseen törmääät molekyylit ja aine-erot erot aiheuttaat siihen liikkeen suunnalle astakkaisen astusoiman, jonka
LisätiedotDiplomi-insinöörien ja arkkitehtien yhteisvalinta - dia-valinta 2012 Insinöörivalinnan fysiikan koe 30.5.2012, malliratkaisut
A1 Kappale, jonka massa m = 2,1 kg, lähtee liikkeelle levosta paikasta x = 0,0 m pitkin vaakasuoraa alustaa. Kappaleeseen vaikuttaa vaakasuora vetävä voima F, jonka suuruus riippuu paikasta oheisen kuvan
Lisätiedoty 2 h 2), (a) Näytä, että virtauksessa olevan fluidialkion tilavuus ei muutu.
Tehtävä 1 Tarkastellaan paineen ajamaa Poisseuille-virtausta kahden yhdensuuntaisen levyn välissä Levyjen välinen etäisyys on 2h Nopeusjakauma raossa on tällöin u(y) = 1 dp ( y 2 h 2), missä y = 0 on raon
LisätiedotKon HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA
Kon-41.3023 HYDRAULIIKKA JA PNEUMATIIKKA Hydromekaniikan Piirrosmerkit Johdanto erusteet Päivän teemat Mitä se hydrauliikka oikein on? Missä ja miksi sitä käytetään? Paine, mitä ja miksi? Onko aineesta
LisätiedotDemo 5, maanantaina 5.10.2009 RATKAISUT
Demo 5, maanantaina 5.0.2009 RATKAISUT. Lääketieteellisen tiedekunnan pääsykokeissa on usein kaikenlaisia laitteita. Seuraavassa yksi hyvä kandidaatti eli Venturi-mittari, jolla voi määrittää virtauksen
LisätiedotMatematiikan tukikurssi
Matematiikan tukikurssi Kurssikerta 10 1 Sarjakehitelmiä Palautetaan mieliin, että potenssisarja on sarja joka on muotoa a n (x x 0 ) n = a 0 + a 1 (x x 0 ) + a 2 (x x 0 ) 2 + a 3 (x x 0 ) 3 +. n=0 Kyseinen
LisätiedotLuonnollisten lukujen laskutoimitusten määrittely Peanon aksioomien pohjalta
Simo K. Kivelä, 15.4.2003 Luonnollisten lukujen laskutoimitusten määrittely Peanon aksioomien pohjalta Aksioomat Luonnolliset luvut voidaan määritellä Peanon aksioomien avulla. Tarkastelun kohteena on
LisätiedotLuento 16: Fluidien mekaniikka
Luento 16: Fluidien mekaniikka Johdanto ja käsitteet Sovelluksia Bernoullin laki Luennon sisältö Johdanto ja käsitteet Sovelluksia Bernoullin laki Jatkuvan aineen mekaniikka Väliaine yhteisnimitys kaasuilla
LisätiedotInduktio kaavan pituuden suhteen
Induktio kaavan pituuden suhteen Lauselogiikan objektikieli määritellään kurssilla Logiikka 1B seuraavasti: 1. Lausemuuttujat p 1, p 2, p 3,... ovat kaavoja. 2. Jos A on kaava, niin A on kaava. 3. Jos
LisätiedotHydrologia. Pohjaveden esiintyminen ja käyttö
Hydrologia Timo Huttula L8 Pohjavedet Pohjaveden esiintyminen ja käyttö Pohjavettä n. 60 % mannerten vesistä. 50% matalaa (syvyys < 800 m) ja loput yli 800 m syvyydessä Suomessa pohjavesivarat noin 50
LisätiedotFysiikan perusteet. Työ, energia ja energian säilyminen. Antti Haarto 20.09.2011. www.turkuamk.fi
Fysiikan perusteet Työ, energia ja energian säilyminen Antti Haarto 0.09.0 Voiman tekemä työ Voiman F tekemä työ W määritellään kuljetun matkan s ja matkan suuntaisen voiman komponentin tulona. Yksikkö:
LisätiedotKitka ja Newtonin lakien sovellukset
Kitka ja Newtonin lakien sovellukset Haarto & Karhunen Tavallisimpia voimia: Painovoima G Normaalivoima, Tukivoima Jännitysvoimat Kitkavoimat Voimat yleisesti F f T ja s f k N Vapaakappalekuva Kuva, joka
Lisätiedot2.2 Täydellinen yhtälö. Ratkaisukaava
. Täydellinen yhtälö. Ratkaisukaava Tulon nollasäännöstä näkee silloin tällöin omituisia sovellutuksia. Jotkut näet ajattelevat, että on olemassa myöskin tulon -sääntö tai tulon "mikä-tahansa"- sääntö.
LisätiedotMUISTIO No CFD/MECHA pvm 22. kesäkuuta 2011
Aalto yliopisto Insinööritieteiden korkeakoulu Virtausmekaniikka / Sovelletun mekaniikan laitos MUISTIO No CFD/MECHA-17-2012 pvm 22. kesäkuuta 2011 OTSIKKO Hilatiheyden määrittäminen ennen simulointia
LisätiedotMAA10 HARJOITUSTEHTÄVIÄ
MAA0 Määritä se funktion f: f() = + integraalifunktio, jolle F() = Määritä se funktion f : f() = integraalifunktio, jonka kuvaaja sivuaa suoraa y = d Integroi: a) d b) c) d d) Määritä ( + + 8 + a) d 5
LisätiedotHarjoitus 3: Hydrauliikka + veden laatu
Harjoitus 3: Hydrauliikka + veden laatu 14.10.015 Harjoitusten aikataulu Aika Paikka Teema Ke 16.9. klo 1-14 R00/R1 1) Globaalit vesikysymykset Ke 3.9 klo 1-14 R00/R1 1. harjoitus: laskutupa Ke 30.9 klo
Lisätiedot1.1 Funktion määritelmä
1.1 Funktion määritelmä Tämän kappaleen otsikoksi valittu funktio on hyvä esimerkki matemaattisesta käsitteestä, johon usein jopa tietämättämme törmäämme arkielämässä. Tutkiessamme erilaisia Jos joukkojen
Lisätiedotmonissa laskimissa luvun x käänteisluku saadaan näyttöön painamalla x - näppäintä.
.. Käänteisunktio.. Käänteisunktio Mikäli unktio : A B on bijektio, niin joukkojen A ja B alkioiden välillä vallitsee kääntäen yksikäsitteinen vastaavuus eli A vastaa täsmälleen yksi y B, joten myös se
LisätiedotLiite F: laskuesimerkkejä
Liite F: laskuesimerkkejä 1 Lämpövirta astiasta Astiasta ympäristöön siirtyvää lämpövirtaa ei voida arvioida vain astian seinämien lämmönjohtavuuksilla sillä ilma seinämä ja maali seinämä -rajapinnoilla
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Kevät 010 Jukka Maalampi LUENTO 8 Vaimennettu värähtely Elävässä elämässä heilureiden ja muiden värähtelijöiden liike sammuu ennemmin tai myöhemmin. Vastusvoimien takia värähtelijän
Lisätiedot12. Mallikokeet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
12. Mallikokeet KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet Päivän anti Miten sama virtausongelma voidaan mallintaa eri asetelmalla ja miten tämä on perusteltavissa dimensioanalyysillä? Motivointi: useissa käytännön
LisätiedotMekaniikan jatkokurssi Fys102
Mekaniikan jatkokurssi Fys10 Syksy 009 Jukka Maalampi LUENTO 8 Paine nesteissä Nesteen omalla painolla on merkitystä Nestealkio korkeudella y pohjasta: dv Ady dm dv dw gdm gady paino Painon lisäksi alkioon
LisätiedotPHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)
PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op) Sisältö: Nestevirtaukset Elastiset muodonmuutokset Kineettinen kaasuteoria Termodynamiikan käsitteet Termodynamiikan pääsäännöt Termodynaamiset prosessit Termodynaamiset
Lisätiedot3. Bernoullin yhtälön käyttö. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
3. Bernoullin yhtälön käyttö KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet Päivän anti Mitä Bernoullin yhtälö tarkoittaa ja miten sitä voidaan käyttää virtausongelmien ratkaisemiseen? Motivointi: virtausnopeuden
LisätiedotSMG-4500 Tuulivoima. Neljännen luennon aihepiirit. Tuulivoimalan rakenne. Tuuliturbiinin toiminta TUULIVOIMALAN RAKENNE
SMG-4500 Tuulivoima Neljännen luennon aihepiirit Tuulivoimalan rakenne Tuuliturbiinin toiminta Turbiinin teho Nostovoima ja vastusvoima Suhteellinen tuuli Pintasuhde Turbiinin tehonsäätö 1 TUULIVOIMALAN
LisätiedotKEMA221 2009 KEMIALLINEN TASAPAINO ATKINS LUKU 7
KEMIALLINEN TASAPAINO Määritelmiä Kemiallinen reaktio A B pyrkii kohti tasapainoa. Yleisessä tapauksessa saavutetaan tasapainoa vastaava reaktioseos, jossa on läsnä sekä lähtöaineita että tuotteita: A
LisätiedotTekijät: Hellevi Kupila, Katja Leinonen, Tuomo Talala, Hanna Tuhkanen, Pekka Vaaraniemi
2. OSA: GEOMETRIA Tekijät: Hellevi Kupila, Katja Leinonen, Tuomo Talala, Hanna Tuhkanen, Pekka Vaaraniemi Alkupala Montako tasokuviota voit muodostaa viidestä neliöstä siten, että jokaisen neliön vähintään
LisätiedotKJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai klo 12:00-16:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet.
KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet, K2017 Tentti, perjantai 1.9.2017 klo 12:00-16:00 Lue tehtävät huolellisesti. Selitä tehtävissä eri vaiheet. Pelkät kaavat ja ratkaisu eivät riitä täysiin pisteisiin.
LisätiedotArvioitu poikkileikkauksessa oleva teräspinta-ala. Vaadittu raudoituksen poikkileikkausala. Raudoituksen minimi poikkileikkausala
1/6 Latinalaiset isot kirjaimet A A c A s A s,est A s,vaad A s,valittu A s,min A sw A sw, min E c E cd E cm E s F F k F d G G k G Ed Poikkileikkausala Betonin poikkileikkauksen ala Raudoituksen poikkileikkausala
LisätiedotLineaarialgebra MATH.1040 / voima
Lineaarialgebra MATH.1040 / voima 1 Seuraavaksi määrittelemme kaksi vektoreille määriteltyä tuloa; pistetulo ja. Määritelmät ja erilaiset tulojen ominaisuudet saattavat tuntua, sekavalta kokonaisuudelta.
LisätiedotFysiikan perusteet. Voimat ja kiihtyvyys. Antti Haarto
Fysiikan perusteet Voimat ja kiihtyvyys Antti Haarto.05.01 Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure
LisätiedotRovaniemi T.Kilpiö, M.Talvensaari, I.Kylmänen 23.02.2009
LAUSUNTO 1 (2) Rovaniemi T.Kilpiö, M.Talvensaari, I.Kylmänen 23.02.2009 KOLLAJAN ALLAS Lausunto hankkeen vaikutuksista jääolosuhteisiin Iijoella Haapakosken voimalaitoksen yläpuolisella ns. luonnonuomalla
LisätiedotKaasu Neste Kiinteä aine Plasma
Olomuodot Kaasu: atomeilla/molekyyleillä suuri nopeus, vuorovaikuttavat vain törmätessään toisiinsa Neste: atomit/molekyylit/ionit liukuvat toistensa lomitse, mutta pysyvät yhtenä nestetilavuutena (molekyylien
LisätiedotErityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2)
Erityinen suhteellisuusteoria (Harris luku 2) Yliopistonlehtori, TkT Sami Kujala Mikro- ja nanotekniikan laitos Kevät 2016 Ajan ja pituuden suhteellisuus Relativistinen työ ja kokonaisenergia SMG-aaltojen
LisätiedotJohdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 7, 28.10.2015
Johdatus diskreettiin matematiikkaan Harjoitus 7, 28.10.2015 1. Onko olemassa yhtenäistä verkkoa, jossa (a) jokaisen kärjen aste on 6, (b) jokaisen kärjen aste on 5, ja paperille piirrettynä sivut eivät
LisätiedotEsimerkki 8. Ratkaise lineaarinen yhtälöryhmä. 3x + 5y = 22 3x + 4y = 4 4x 8y = 32. 3 5 22 r 1 + r 3. 0 13 26 4 8 32 r 3 4r 1. LM1, Kesä 2014 47/68
Esimerkki 8 Ratkaise lineaarinen yhtälöryhmä 3x + 5y = 22 3x + 4y = 4 4x 8y = 32. 3 5 22 r 1 + r 3 3 4 4 4 8 32 1 3 10 0 13 26 4 8 32 r 3 4r 1 1 3 10 3 4 4 r 2 3r 1 4 8 32 1 3 10 0 13 26 r 2 /13 0 4 8
LisätiedotDYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi
DYNAMIIKKA II, LUENTO 5 (SYKSY 2015) Arttu Polojärvi LUENNON SISÄLTÖ Kertausta edelliseltä luennolta: Suhteellisen liikkeen nopeuden ja kiihtyvyyden yhtälöt. Jäykän kappaleen partikkelin liike. Jäykän
LisätiedotVirtaus pohja- ja pintaveden välillä. määritysmenetelmiä ja vaikutuksia harjualueiden vesistöihin
Virtaus pohja- ja pintaveden välillä määritysmenetelmiä ja vaikutuksia harjualueiden vesistöihin Hydrologian iltapäivä 5.11.2014, SYKE Suomen Hydrologinen yhdistys Pertti Ala-aho, Pekka Rossi, Elina Isokangas
LisätiedotDiskreetit rakenteet
Diskreetit rakenteet 811120P 5 op 7. Oulun yliopisto Tietojenkäsittelytieteiden laitos 2015 / 2016 Periodi 1 Mikä on verkko? verkko (eli graafi) koostuu solmuista ja väleistä, jotka yhdistävät solmuja
LisätiedotChapter 1. Preliminary concepts
Chapter 1 Preliminary concepts osaa kuvata Reynoldsin luvun vaikutuksia virtaukseen osaa kuvata virtauksen kannalta keskeiset aineominaisuudet ja tietää tai osaa päätellä näiden yksiköt osaa tarvittaessa
LisätiedotSähköstatiikan laskuissa useat kaavat yksinkertaistuvat hieman, jos vakio C kirjoitetaan muotoon
30 SÄHKÖVAKIO 30 Sähkövakio ja Coulombin laki Coulombin lain mukaan kahden tyhjiössä olevan pistevarauksen q ja q 2 välinen voima F on suoraan verrannollinen varauksiin ja kääntäen verrannollinen varausten
LisätiedotPienten kaupunkipurojen hydraulinen mallinnus
HYDROSYS Pienten kaupunkipurojen hydraulinen mallinnus Tero Niemi Ympäristösuunnittelun tietotekniikka Lahden keskus Aalto-yliopiston teknillinen korkeakoulu Tavoitteena kehittää järjestelmä joka auttaa
LisätiedotKertaus 3 Putkisto ja häviöt, pyörivät koneet. KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet
Kertaus 3 Putkisto ja häviöt, pyörivät koneet KJR-C2003 Virtausmekaniikan perusteet Käsitteelliset tehtävät Käsitteelliset tehtävät Ulkopuoliset virtaukset Miten Reynoldsin luku vaikuttaa rajakerrokseen?
Lisätiedot1.7 Gradientti ja suunnatut derivaatat
1.7 Gradientti ja suunnatut derivaatat Funktion ensimmäiset osittaisderivaatat voidaan yhdistää yhdeksi vektorifunktioksi seuraavasti: Missä tahansa pisteessä (x, y), jossa funktiolla f(x, y) on ensimmäiset
Lisätiedotg-kentät ja voimat Haarto & Karhunen
g-kentät ja voimat Haarto & Karhunen Voima Vuorovaikutusta kahden kappaleen välillä tai kappaleen ja sen ympäristön välillä (Kenttävoimat) Yksikkö: newton, N = kgm/s Vektorisuure Aiheuttaa kappaleelle
LisätiedotHierarkkiset koeasetelmat. Heliövaara 1
Hierarkkiset koeasetelmat Heliövaara 1 Hierarkkiset koeasetelmat Kaksiasteista hierarkkista koeasetelmaa käytetään tarkasteltaessa seuraavaa kysymystä: Miten varianssianalyysissa tutkitaan kahden tekijän
LisätiedotSovelletun fysiikan pääsykoe
Sovelletun fysiikan pääsykoe 7.6.016 Kokeessa on neljä (4) tehtävää. Vastaa kaikkiin tehtäviin. Muista kirjoittaa myös laskujesi välivaiheet näkyviin. Huom! Kirjoita tehtävien 1- vastaukset yhdelle konseptille
LisätiedotViikon aiheena putkivirtaukset
Viikon aiheena putkivirtaukset Tänään keskitytään putkivirtausten luonteeseen ja keskeisiin käsitteisiin Seuraavalla kerralla putkivirtausongelmien ratkaisemisesta Putkivirtausten käytännön relevanssi
LisätiedotJännite, virran voimakkuus ja teho
Jukka Kinkamo, OH2JIN oh2jin@oh3ac.fi +358 44 965 2689 Jännite, virran voimakkuus ja teho Jännite eli potentiaaliero mitataan impedanssin yli esiintyvän jännitehäviön avulla. Koska käytännön radioamatöörin
LisätiedotTermodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka
Termodynamiikan suureita ja vähän muutakin mikko rahikka 2006 m@hyl.fi 1 Lämpötila Suure lämpötila kuvaa kappaleen/systeemin lämpimyyttä (huono ilmaisu). Ihmisen aisteilla on hankala tuntea lämpötilaa,
LisätiedotMatematiikan tukikurssi 3.4.
Matematiikan tukikurssi 3.4. Neliömuodot, Hessen matriisi, deiniittisyys, konveksisuus siinä tämän dokumentin aiheet. Neliömuodot ovat unktioita, jotka ovat muotoa T ( x) = x Ax, missä x = (x 1,, x n )
Lisätiedot4) Törmäysten lisäksi rakenneosasilla ei ole mitään muuta keskinäistä tai ympäristöön suuntautuvaa vuorovoikutusta.
K i n e e t t i s t ä k a a s u t e o r i a a Kineettisen kaasuteorian perusta on mekaaninen ideaalikaasu, joka on matemaattinen malli kaasulle. Reaalikaasu on todellinen kaasu. Reaalikaasu käyttäytyy
LisätiedotPHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op)
PHYS-A3121 Termodynamiikka (ENG1) (5 op) Sisältö: Nestevirtaukset Elastiset muodonmuutokset Kineettinen kaasuteoria Termodynamiikan käsitteet Termodynamiikan pääsäännöt Termodynaamiset prosessit Termodynaamiset
LisätiedotTuulen nopeuden mittaaminen
KON C3004 Kone ja rakennustekniikan laboratoriotyöt Koesuunnitelma / ryhmä K Tuulen nopeuden mittaaminen Matias Kidron 429542 Toni Kokkonen 429678 Sakke Juvonen 429270 Kansikuva: http://www.stevennoble.com/main.php?g2_view=core.downloaditem&g2_itemid=12317&g2_serialnumber=2
Lisätiedot(b) Määritä pumpun todellinen nostokorkeus, jos pumpun hyötysuhde on 65 %. 160 mm. 100 mm. 650 rpm. Kuva 1: Tehtävän asettelu.
Tehtävä 1 Kuvan keskipakopumppu pumppaa vettä (ρ = 998 kg/m 3 ) tilavuusvirralla 180 l/s. Pumpun pesän korkeus on mm. Oletetaan, että sisäänvirtauksessa absoluuttisella nopeudella ei ole tangentiaalista
LisätiedotDerivaatta, interpolointi, L6
, interpolointi, L6 1 Wikipeia: (http://fi.wikipeia.org/wiki/ ) Etälukio: (http://193.166.43.18/etalukio/ pitka_matematiikka/kurssi7/maa7_teoria10.html ) Maths online: (http://www.univie.ac.at/future.meia/
LisätiedotRatkaisuehdotukset Kesäyliopisto 2014. 1. Kuvassa on esitetty erään ravintolan lounasbuffetin kysyntäfunktio.
Harjoitukset 2 Taloustieteen perusteet Ratkaisuehdotukset Kesäyliopisto 2014 1. Kuvassa on esitetty erään ravintolan lounasbuffetin kysyntäfunktio. a) Mikä on kysynnän hintajousto 12 :n ja 6 :n välillä?
LisätiedotYmpäristöministeriön asetus Eurocode-standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta
Ympäristöministeriön asetus Eurocode-standardien soveltamisesta talonrakentamisessa annetun asetuksen muuttamisesta Annettu Helsingissä 5 päivänä marraskuuta 2010 Ympäristöministeriön päätöksen mukaisesti
Lisätiedot782630S Pintakemia I, 3 op
782630S Pintakemia I, 3 op Ulla Lassi Puh. 0400-294090 Sposti: ulla.lassi@oulu.fi Tavattavissa: KE335 (ma ja ke ennen luentoja; Kokkolassa huone 444 ti, to ja pe) Prof. Ulla Lassi Opintojakson toteutus
LisätiedotOULUN SUISTO SUURTULVALLA HQ 1/250, 2D-MALLINNUS
OULUN SUISTO SUURTULVALLA HQ 1/250, 2D-MALLINNUS Marko Talvensaari 11.5.2004 1. Yleistä Merikosken voimalaitoksen vahingonvaaraselvityksen päivittämisen yhteydessä Oulun kaupunki halusi myös tutkia vedenkorkeuksia
LisätiedotChapter 5. Life in the Slow Lane: The Low Reynolds-Number World
Chapter 5. Life in the Slow Lane: The Low Reynolds-Number World 1 Luento 5 10..017 Viskoosit nesteet Laminaarinen virtaus Turbulenssi Reynoldsin luku Pienten Reynoldsin lukujen maailma Kitkallinen virtaus
LisätiedotMEKAANISET OMINAISUUDET
MEKAANISET OMINAISUUDET MEKAANISET OMINAISUUDET Arvot on annettu standardin EN 14374 mukaan ja suunnitteluarvot standardin EN 1995:2004 mukaan. MATERIAALIARVOT Ominaisarvot taulukoissa 1, 2 ja 3 on annettu
Lisätiedot29.03.2006 RATU rankkasateet ja taajamatulvat TKK:n vesitalouden ja vesirakennuksen hankeosien tilanne ja välitulokset T. Karvonen ja T.
29.3.26 RATU rankkasateet ja taajamatulvat TKK:n vesitalouden ja vesirakennuksen hankeosien tilanne ja välitulokset T. Karvonen ja T. Tiihonen RATU/TKK:n osuus Laaditaan kahdentyyppisiä malleja: * taajamavesien
LisätiedotMS-A0004 - Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3
MS-A0004 - Matriisilaskenta Laskuharjoitus 3 atkaisut Tehtävä Merkitään matriisin rivejä, 2 ja 3. Gaussin eliminoinnilla saadaan 3 5 4 7 3 5 4 7 3 2 4 2+ 0 3 0 6 6 8 4 3+2 2 0 3 0 6 3 5 4 7 0 3 0 6 3+
LisätiedotLuonnonmukainen vesirakentaminen peruskuivatushankkeissa. Lasse Järvenpää, SYKE Salaojateknikoiden neuvottelupäivät, 1.2.
Luonnonmukainen vesirakentaminen peruskuivatushankkeissa Lasse Järvenpää, SYKE Salaojateknikoiden neuvottelupäivät, 1.2.2007, Hyvinkää Esityksen aiheet Perattujen purojen kunnostus ja hoito Monitavoitteiset
Lisätiedot2.3 Voiman jakaminen komponentteihin
Seuraavissa kappaleissa tarvitaan aina silloin tällöin taitoa jakaa voima komponentteihin sekä myös taitoa suorittaa sille vastakkainen operaatio eli voimien resultantin eli kokonaisvoiman laskeminen.
Lisätiedot14.1. Lämpötilan mittaaminen
14 16. LÄMPÖOPPIA 14.1. Lämpötilan mittaaminen Neste lasi lämpömittari Nesteen lämpölaajeneminen Kaksoismetallilämpömittari Aineilla erilainen lämpölaajeneminen, jolloin lämpeneminen aiheuttaa taipumista
Lisätiedot