Lösung:
In einer Stunde,
das große Einlassrohr füllt 1 / 2 des Tanks auf;
das kleine Einlasrohr füllt 1 / 6 des Tanks auf;
das Auslassrohr leert 1 / 8 des Tanks aus; und daher
alle drei Röhre füllen [ (1 / 2) + (1 / 6) − (1 / 8) ] des Tanks zusammen auf.
Die Abteilung des Tanks, die in 1.38 Stunden aufgefüllt wird ist =
1.38 [ (1 / 2) + (1 / 6) − (1 / 8) ] = 0.75
Alternative Lösung durch grundsätzliche Gleichungen:
Es ist wichtig zu bemerken, dass
die Durchflussgeschwindigkeit = das Volumen / Zeit | ... Gleichung (1) |
die Akkumulationgeschwindigkeit= die Einlassgeschwindigkeit − Auslassgeschwindigkeit | ... Gleichung (2) |
Nehmen wir
V als das gesamte Volumen des Tanks an. Aus Gleichung (1),
die Durchflussgeschwindigkeit (großes Einlassrohr) = V / 2
die Durchflussgeschwindigkeit (kleines Einlassrohr) = V / 6
die Durchflussgeschwindigkeit (Auslassrohr) =
V / 8
Jetzt ersetzen wir das folgende auf Gleichung (2) ,
die Akkumulationgeschwindigkeit in dem Tank= (V / 2) + (V / 6) − (V / 8)
Benutzen wir jetzt das obige Ergebnis in der Gleichung (1),
Gebrauchte Zeit den gesamten Tank aufzufüllen =
V / [ (
V / 2) + (
V / 6) − (
V / 8) ]
Bemerken Sie sich, dass
V hebt auf nachdem die obige Gleichung gelöst ist.
Die Abteilung des Tanks, die in 1.38 Stunden aufgefüllt wird ist =
1.38 [ (1 / 2) + (1 / 6) − (1 / 8) ] = 0.75
Stoff zum Nachdenken:
Können Sie das Problem für eine arbiträre Nummer von Einlass-und Ausslassröhren generalisieren? Es ist gar nicht so schwierig!
Wie realistisch ist die Annahme von konstanter Durchflussgeschwindigkeit? Ist die Durchflussgeschwindigkeit durch das Auslassrohr hauptsätzlich von der Wasserebene des Tanks abhängig? Macht es einen Unterschied, ob der Tank durch die Anziehungskraft oder mit der Pumpe ausgeleert ist ?