
Hydraulische Elementnetzwerke
Storyboard 
Wenn wir das Darcysche Gesetz mit dem Ohmschen Gesetz in der Elektrizität vergleichen, bemerken wir eine Analogie, bei der der Fluss der Flüssigkeit dem elektrischen Strom ähnelt, der Druckunterschied mit dem Spannungsunterschied zusammenhängt und die hydraulischen Elemente mit ihren hydraulischen Widerständen verglichen werden, ähnlich wie elektrische Widerstände.
Diese Analogie impliziert, dass neben elektrischen Netzwerken auch hydraulische Netzwerke definiert werden können, in denen die Gesamthydraulikwiderstände auf der Grundlage von Teilhydraulikwiderständen berechnet werden können.
ID:(1388, 0)

Hydraulische Leitfähigkeit (3)
Gleichung 
Im Zusammenhang mit dem elektrischen Widerstand gibt es dessen Inverses, das als elektrische Leitfähigkeit bekannt ist. Ebenso kann das, was die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) wäre, in Bezug auf die Hydraulic Resistance (R_h) durch den Ausdruck definiert werden:
![]() |
![]() |
ID:(15092, 3)

Hydraulische Leitfähigkeit (2)
Gleichung 
Im Zusammenhang mit dem elektrischen Widerstand gibt es dessen Inverses, das als elektrische Leitfähigkeit bekannt ist. Ebenso kann das, was die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) wäre, in Bezug auf die Hydraulic Resistance (R_h) durch den Ausdruck definiert werden:
![]() |
![]() |
ID:(15092, 2)

Hydraulische Leitfähigkeit (1)
Gleichung 
Im Zusammenhang mit dem elektrischen Widerstand gibt es dessen Inverses, das als elektrische Leitfähigkeit bekannt ist. Ebenso kann das, was die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) wäre, in Bezug auf die Hydraulic Resistance (R_h) durch den Ausdruck definiert werden:
![]() |
![]() |
ID:(15092, 1)

Hydrodynamische Netzwerke
Beschreibung 
Die Hydraulic Resistance (R_h) für ein Element, das als zylindrisches Rohr modelliert wird, kann unter Verwendung von der Rohrlänge (\Delta L), der Rohrradius (R) und die Viskosität (\eta) durch die folgende Gleichung berechnet werden:
R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4} |
und die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) kann mittels:
G_h =\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta | \Delta L | } |
berechnet werden, die durch folgende Gleichung miteinander verbunden sind:
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
Sowohl die Hydraulic Resistance (R_h) als auch die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) ermöglichen eine Beziehung zwischen die Variación de la Presión (\Delta p) und der Volumenstrom (J_V) mittels:
\Delta p = R_h J_V |
oder
J_V = G_h \Delta p |
ID:(11098, 0)

Summe der hydraulischen Widerstände in Reihe
Beschreibung 
Im Fall von hydraulischen Widerständen, die in Serie geschaltet sind:
entspricht die Summe der Druckabfälle Druckunterschied in einem Netzwerk (\Delta p_k) bei jedem Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) dem Wert die Gesamtdruckdifferenz (\Delta p_t):
\Delta p_t =\displaystyle\sum_k \Delta p_k |
während die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Serie (R_{st}) durch folgende Gleichung beschrieben wird:
R_{st} =\displaystyle\sum_k R_{hk} |
und die Gesamte hydraulische Leitfähigkeit der Serie (G_{st}) ist definiert durch:
\displaystyle\frac{1}{ G_{st} }=\displaystyle\sum_k\displaystyle\frac{1}{ G_{hk} } |
ID:(15736, 0)

Verfahren zur Reihenschaltung hydraulischer Widerstände
Beschreibung 
Zuerst werden die Werte für die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) unter Verwendung von die Viskosität (\eta), der Zylinder k Radio (R_k) und der Länge des Rohrs k (\Delta L_k) mit der folgenden Gleichung berechnet:
R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4} |
Diese werden dann addiert, um die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Serie (R_{st}) zu erhalten:
R_{st} =\displaystyle\sum_k R_{hk} |
Mit diesem Ergebnis kann der Volumenstrom (J_V) für die Gesamtdruckdifferenz (\Delta p_t) berechnet werden durch:
\Delta p_t = R_{st} J_V |
Sobald der Volumenstrom (J_V) ermittelt ist, kann die Druckunterschied in einem Netzwerk (\Delta p_k) berechnet werden durch:
\Delta p_k = R_{hk} J_V |
Für den Fall von drei Widerständen kann die Berechnung in der folgenden Grafik zusammengefasst werden:
ID:(11069, 0)

Summe der hydraulischen Widerstände parallel
Beschreibung 
Im Fall von hydraulischen Widerständen, die in Serie geschaltet sind:
entspricht die Summe der Druckabfälle Druckunterschied in einem Netzwerk (\Delta p_k) bei jedem Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) dem Wert die Gesamtdruckdifferenz (\Delta p_t):
\Delta p_t =\displaystyle\sum_k \Delta p_k |
während die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Serie (R_{st}) durch folgende Gleichung beschrieben wird:
R_{st} =\displaystyle\sum_k R_{hk} |
und die Gesamte hydraulische Leitfähigkeit der Serie (G_{st}) ist definiert durch:
\displaystyle\frac{1}{ G_{st} }=\displaystyle\sum_k\displaystyle\frac{1}{ G_{hk} } |
ID:(15737, 0)

Verfahren zur parallelen Addition hydraulischer Widerstände
Beschreibung 
Zuerst werden die Werte für die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) unter Verwendung der Variablen die Viskosität (\eta), der Zylinder k Radio (R_k) und der Länge des Rohrs k (\Delta L_k) durch die folgende Gleichung berechnet:
R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4} |
Diese Werte werden dann summiert, um die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Serie (R_{st}) zu erhalten:
\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} } |
Mit diesem Ergebnis kann die Variación de la Presión (\Delta p) für die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Parallel (R_{pt}) berechnet werden, indem man folgende Gleichung verwendet:
\Delta p = R_{pt} J_{Vt} |
Sobald die Variación de la Presión (\Delta p) ermittelt ist, wird der Volumenstrom in einem Netzwerk (J_{Vk}) wie folgt berechnet:
\Delta p = R_{hk} J_{Vk} |
Für den Fall von drei Widerständen können die Berechnungen in der folgenden Grafik visualisiert werden:
ID:(11070, 0)

Modell
Top 

Parameter

Variablen

Berechnungen




Berechnungen
Berechnungen







Gleichungen
\displaystyle\frac{1}{ G_{st} }=\displaystyle\sum_k\displaystyle\frac{1}{ G_{hk} }
1/ G_st = @SUM( 1/ G_hk, k )
\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} }
1/ R_pt =@SUM( 1/ R_hk , k )
\Delta p_t = R_{st} J_V
Dp = R_h * J_V
\Delta p_k = R_{hk} J_V
Dp = R_h * J_V
\Delta p = R_{pt} J_{Vt}
Dp = R_h * J_V
\Delta p = R_{hk} J_{Vk}
Dp = R_h * J_V
\Delta p = R_h J_V
Dp = R_h * J_V
\Delta p_t =\displaystyle\sum_k \Delta p_k
Dp_t =sum_k Dp_k
G_h =\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta | \Delta L | }
G_h = pi * R ^4/(8* eta * abs( DL ))
G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk}
G_pt = @SUM( G_hk , k )
J_V = G_h \Delta p
J_V = G_h * Dp
J_{Vt} =\displaystyle\sum_k J_{Vk}
J_Vt =sum_k J_Vk
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h }
R_h = 1/ G_h
R_{hk} = \displaystyle\frac{1}{ G_{hk} }
R_h = 1/ G_h
R_{st} = \displaystyle\frac{1}{ G_{st} }
R_h = 1/ G_h
R_{pt} = \displaystyle\frac{1}{ G_{pt} }
R_h = 1/ G_h
R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4}
R_h =8* eta * abs( DL )/( pi * R ^4)
R_{st} =\displaystyle\sum_k R_{hk}
R_st =@SUM( R_hk , k )
ID:(15734, 0)

Hydraulischer Widerstand eines Rohres
Gleichung 
Da die Hydraulic Resistance (R_h) dem Kehrwert von die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) entspricht, kann es aus dem Ausdruck des letzteren berechnet werden. Auf diese Weise können wir Parameter identifizieren, die mit der Geometrie (der Rohrlänge (\Delta L) und der Rohrradius (R)) und der Art des Fluids (die Viskosität (\eta)) zusammenhängen und die gemeinsam als eine Hydraulic Resistance (R_h) bezeichnet werden können:
![]() |
Da die Hydraulic Resistance (R_h) gemäß der folgenden Gleichung gleich die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) ist:
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
und da die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) wie folgt in Bezug auf die Viskosität (\eta), der Rohrradius (R) und der Rohrlänge (\Delta L) ausgedrückt wird:
G_h =\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta | \Delta L | } |
können wir folgern, dass:
R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4} |
ID:(3629, 0)

Hydraulische Leitfähigkeit eines Rohres
Gleichung 
Mit der Rohrradius (R), die Viskosität (\eta) und der Rohrlänge (\Delta L) haben wir, dass eine Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) ist:
![]() |
ID:(15102, 0)

Hydraulische Leitfähigkeit
Gleichung 
Im Zusammenhang mit dem elektrischen Widerstand gibt es dessen Inverses, das als elektrische Leitfähigkeit bekannt ist. Ebenso kann das, was die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) wäre, in Bezug auf die Hydraulic Resistance (R_h) durch den Ausdruck definiert werden:
![]() |
ID:(15092, 0)

Darcys Gesetz und hydraulischer Widerstand
Gleichung 
Darcy schreibt die Hagen-Poiseuille-Gleichung so um, dass die Druckunterschied (\Delta p) gleich die Hydraulic Resistance (R_h) mal der Volumenstrom (J_V) ist:
![]() |
Der Volumenstrom (J_V) kann aus die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) und die Druckunterschied (\Delta p) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
J_V = G_h \Delta p |
Weiterhin, unter Verwendung der Beziehung für die Hydraulic Resistance (R_h):
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
ergibt sich:
\Delta p = R_h J_V |
ID:(3179, 0)

Darcys Gesetz und hydraulische Leitfähigkeit
Gleichung 
Durch die Einführung von die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) können wir die Hagen-Poiseuille-Gleichung mit die Druckunterschied (\Delta p) und der Volumenstrom (J_V) mithilfe der folgenden Gleichung umschreiben:
![]() |
Wenn wir das Hagen-Poiseuille-Gesetz betrachten, das es uns ermöglicht, der Volumenstrom (J_V) aus der Rohrradius (R), die Viskosität (\eta), der Rohrlänge (\Delta L) und die Druckunterschied (\Delta p) zu berechnen:
J_V =-\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta }\displaystyle\frac{ \Delta p }{ \Delta L } |
können wir die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) einführen, das in Bezug auf der Rohrlänge (\Delta L), der Rohrradius (R) und die Viskosität (\eta) definiert ist:
G_h =\displaystyle\frac{ \pi R ^4}{8 \eta | \Delta L | } |
um zu folgendem Ergebnis zu gelangen:
J_V = G_h \Delta p |
ID:(14471, 0)

Summe der Seriendrücke
Gleichung 
Die Gesamtdruckdifferenz (\Delta p_t) em relação às diferentes Druckunterschied in einem Netzwerk (\Delta p_k), o que nos leva à seguinte conclusão:
![]() |
ID:(4377, 0)

Hydraulischer Widerstand von Elementen in Reihe
Gleichung 
Wenn mehrere hydraulische Widerstände in Serie geschaltet sind, können wir die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Serie (R_{st}) berechnen, indem wir die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) summieren, wie in der folgenden Formel ausgedrückt:
![]() |
Eine Möglichkeit, ein Rohr mit variierendem Querschnitt zu modellieren, besteht darin, es in Abschnitte mit konstantem Radius zu unterteilen und dann die hydraulischen Widerstände in Serie zu addieren. Nehmen wir an, wir haben eine Serie von die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}), die abhängig von die Viskosität (\eta), der Zylinder k Radio (R_k) und der Länge des Rohrs k (\Delta L_k) durch die folgende Gleichung bestimmt wird:
R_h =\displaystyle\frac{8 \eta | \Delta L | }{ \pi R ^4} |
In jedem Segment gibt es eine Druckunterschied in einem Netzwerk (\Delta p_k) mit die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) und der Volumenstrom (J_V), auf die das Darcysche Gesetz angewendet wird:
\Delta p_k = R_{hk} J_V |
die Gesamtdruckdifferenz (\Delta p_t) wird gleich der Summe der einzelnen Druckunterschied in einem Netzwerk (\Delta p_k) sein:
\Delta p_t =\displaystyle\sum_k \Delta p_k |
daher,
\Delta p_t=\displaystyle\sum_k \Delta p_k=\displaystyle\sum_k (R_{hk}J_V)=\left(\displaystyle\sum_k R_{hk}\right)J_V\equiv R_{st}J_V
Somit kann das System als ein einzelner Leiter modelliert werden, dessen hydraulischer Widerstand als Summe der einzelnen Komponenten berechnet wird:
R_{st} =\displaystyle\sum_k R_{hk} |
ID:(3180, 0)

Hydraulische Leitfähigkeit von Elementen in Reihe
Gleichung 
Im Fall von hydraulischen Widerständen in Serie wird der Kehrwert von die Gesamte hydraulische Leitfähigkeit der Serie (G_{st}) berechnet, indem die Kehrwerte von jedem die Hydraulische Leitfähigkeit in einem Netzwerk (G_{hk}) addiert werden:
![]() |
Die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Serie (R_{st}), zusammen mit die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}), in
R_{st} =\displaystyle\sum_k R_{hk} |
und zusammen mit die Hydraulische Leitfähigkeit in einem Netzwerk (G_{hk}) und der Gleichung
R_{st} = \displaystyle\frac{1}{ G_{st} } |
führt zu die Gesamte hydraulische Leitfähigkeit der Serie (G_{st}) kann berechnet werden mit:
\displaystyle\frac{1}{ G_{st} }=\displaystyle\sum_k\displaystyle\frac{1}{ G_{hk} } |
ID:(3633, 0)

Summe der parallelen Flüsse
Gleichung 
Die Summe der Bodenschichten in Parallele, dargestellt als der Gesamtfluss (J_{Vt}), entspricht der Summe von der Volumenstrom in einem Netzwerk (J_{Vk}):
![]() |
.
ID:(4376, 0)

Hydraulischer Widerstand paralleler Elemente
Gleichung 
Die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Parallel (R_{pt}) kann als Kehrwert der Summe von die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) berechnet werden:
![]() |
Die Parallele hydraulische Gesamtleitfähigkeit (G_{pt}) in Kombination mit die Hydraulische Leitfähigkeit in einem Netzwerk (G_{hk}) in
G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} |
und zusammen mit die Hydraulischer Widerstand in einem Netzwerk (R_{hk}) und der Gleichung
R_{st} = \displaystyle\frac{1}{ G_{st} } |
führt zu die Insgesamt hydraulischen Widerstand in Parallel (R_{pt}) über
\displaystyle\frac{1}{ R_{pt} }=\sum_k\displaystyle\frac{1}{ R_{hk} } |
ID:(3181, 0)

Hydraulische Leitfähigkeit paralleler Elemente
Gleichung 
Die Parallele hydraulische Gesamtleitfähigkeit (G_{pt}) wird mit der Summe von die Hydraulische Leitfähigkeit in einem Netzwerk (G_{hk}) berechnet:
![]() |
Mit der Gesamtfluss (J_{Vt}), das gleich der Volumenstrom in einem Netzwerk (J_{Vk}) ist:
J_{Vt} =\displaystyle\sum_k J_{Vk} |
und mit die Druckunterschied (\Delta p) und die Hydraulische Leitfähigkeit in einem Netzwerk (G_{hk}), zusammen mit der Gleichung
für jedes Element, gelangen wir zu dem Schluss, dass mit die Parallele hydraulische Gesamtleitfähigkeit (G_{pt}):
J_{Vt}=\displaystyle\sum_k J_{Vk} = \displaystyle\sum_k G_{hk}\Delta p = G_{pt}\Delta p
wir haben
G_{pt} =\displaystyle\sum_k G_{hk} |
.
ID:(3634, 0)

Darcys Gesetz und hydraulischer Widerstand (1)
Gleichung 
Darcy schreibt die Hagen-Poiseuille-Gleichung so um, dass die Druckunterschied (\Delta p) gleich die Hydraulic Resistance (R_h) mal der Volumenstrom (J_V) ist:
![]() |
![]() |
Der Volumenstrom (J_V) kann aus die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) und die Druckunterschied (\Delta p) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
J_V = G_h \Delta p |
Weiterhin, unter Verwendung der Beziehung für die Hydraulic Resistance (R_h):
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
ergibt sich:
\Delta p = R_h J_V |
ID:(3179, 1)

Darcys Gesetz und hydraulischer Widerstand (2)
Gleichung 
Darcy schreibt die Hagen-Poiseuille-Gleichung so um, dass die Druckunterschied (\Delta p) gleich die Hydraulic Resistance (R_h) mal der Volumenstrom (J_V) ist:
![]() |
![]() |
Der Volumenstrom (J_V) kann aus die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) und die Druckunterschied (\Delta p) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
J_V = G_h \Delta p |
Weiterhin, unter Verwendung der Beziehung für die Hydraulic Resistance (R_h):
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
ergibt sich:
\Delta p = R_h J_V |
ID:(3179, 2)

Darcys Gesetz und hydraulischer Widerstand (3)
Gleichung 
Darcy schreibt die Hagen-Poiseuille-Gleichung so um, dass die Druckunterschied (\Delta p) gleich die Hydraulic Resistance (R_h) mal der Volumenstrom (J_V) ist:
![]() |
![]() |
Der Volumenstrom (J_V) kann aus die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) und die Druckunterschied (\Delta p) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
J_V = G_h \Delta p |
Weiterhin, unter Verwendung der Beziehung für die Hydraulic Resistance (R_h):
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
ergibt sich:
\Delta p = R_h J_V |
ID:(3179, 3)

Darcys Gesetz und hydraulischer Widerstand (4)
Gleichung 
Darcy schreibt die Hagen-Poiseuille-Gleichung so um, dass die Druckunterschied (\Delta p) gleich die Hydraulic Resistance (R_h) mal der Volumenstrom (J_V) ist:
![]() |
![]() |
Der Volumenstrom (J_V) kann aus die Hydraulische Leitfähigkeit (G_h) und die Druckunterschied (\Delta p) unter Verwendung der folgenden Gleichung berechnet werden:
J_V = G_h \Delta p |
Weiterhin, unter Verwendung der Beziehung für die Hydraulic Resistance (R_h):
R_h = \displaystyle\frac{1}{ G_h } |
ergibt sich:
\Delta p = R_h J_V |
ID:(3179, 4)