BERNOULLI Prensip - Egzèsis

Syantis la, Daniel Bernoulli, leve soti vivan nan 1738, yon prensip ki pote non l ', ki etabli relasyon an nan vitès la nan yon likid ak presyon an li egzèse, lè likid la se nan mouvman. Likid yo gen tandans pi vit nan tiyo etwat.

Li pwopoze tou ke, pou yon likid an mouvman, enèji a transfòme chak fwa zòn kwa-seksyonèl la nan tiyo a chanje, prezante nan Ekwasyon Bernoulli, relasyon matematik ant fòm enèji likid ki an mouvman prezante a.

Itilize nan prensip Bernoulli a gen yon gran varyete aplikasyon pou kay, komèsyal ak endistriyèl, tankou nan chemine, espre ensektisid, mèt koule, tib Venturi, karburateur motè, tas pou aspirasyon, leve avyon, ozonateur dlo, ekipman dantè, nan mitan lòt moun. Li se baz la pou etid la nan idrodinamik ak mekanik likid.

KONSÈP DE BAZ pou konprann Prensip Bernoulli yo

Mwen envite yoAnn wè atik la nan Chalè Lwa Joule a "Aplikasyon - Egzèsis"

Likid:

Ansanm nan molekil distribiye owaza ke yo kenbe ansanm pa fòs fèb limenm ak pa fòs egzèse pa mi yo ki nan yon veso, san yo pa yon volim defini. Tou de likid ak gaz yo konsidere kòm likid. Nan etid la nan konpòtman an nan likid, etid la nan likid nan yon eta de rès (idrostatik) ak likid nan mouvman (idrodinamik) anjeneral te pote soti. Gade figi 1.

Nou envite ou wè atik la Prensip tèrmodinamik

Mas:

Mezi inèsi a oswa rezistans pou chanje mouvman yon kò likid. Mezi kantite likid, li mezire an kg.

pwa:

Fòs ak ki likid la atire sou tè a pa aksyon gravite. Li mezire an N, lbm.ft / s².

Dansite:

Kantite mas pou chak volim inite nan yon sibstans. Li mezire an kg / m³.

Flow:

Volim pou chak inite tan, nan m3 / s.

Presyon:

Kantite fòs ki egzèse sou yon zòn inite yon sibstans, oswa sou yon sifas. Li mezire an Pascal oswa psi, pami lòt inite yo.

Viskozite:

Rezistans likid yo koule, akòz friksyon entèn yo. Pi wo a viskozite a, pi ba a koule a. Li varye ak presyon ak tanperati.

Lwa Konsèvasyon Enèji:

Enèji pa ni kreye ni detwi, li transfòme an yon lòt kalite enèji.

Ekwasyon kontinwite:

Nan yon tiyo ki gen dyamèt diferan, ak koule konstan, gen yon relasyon ant zòn yo ak vitès likid la. Vitès yo envers pwopòsyonèl ak zòn kwa-seksyonèl tiyo a. [1]. Gade figi 2.

Prensip Bernoulli a

Deklarasyon Prensip Bernoulli a

Prensip Bernoulli a etabli relasyon ki genyen ant vitès la ak presyon nan yon likid k ap deplase. Prensip Bernoulli a deklare ke, nan yon likid an mouvman, menm jan vitès yon likid ogmante, presyon an diminye. Pi wo pwen vitès ap gen mwens presyon. [de]. Gade figi 2.

Lè yon likid deplase nan yon tiyo, si tiyo a gen yon rediksyon (pi piti dyamèt), likid la gen ogmante vitès li yo kenbe koule a, ak presyon li diminye. Gade figi 4.

Itilizasyon Prensip Bernoulli a

Carburetor:

Aparèy, nan gazolin ki mache ak motè, kote lè ak gaz yo melanje. Kòm lè a pase nan valv la gaz, presyon li diminye. Avèk sa a diminye nan presyon gazolin la kòmanse koule, nan tankou yon presyon ki ba li vaporize ak melanje ak lè a. [3]. Gade figi 5.

Avyon:

Pou vòl avyon yo, zèl yo fèt pou yon fòs ki rele "leve" pwodui, kreye yon diferans presyon ant pati anwo ak anba zèl yo. Nan figi 6 ou ka wè youn nan desen zèl avyon yo. Lè a ki pase anba zèl la nan avyon an gen tandans separe kreye pi gwo presyon, pandan y ap lè a ki pase sou zèl la vwayaje pi gwo distans ak pi gwo vitès. Depi presyon ki wo a se anba zèl la, yon rezilta fòs leve ki pouse zèl la anwo.

Elis bato:

Li se yon aparèy ki itilize kòm propulsan sou bato yo. Elis yo konpoze de yon seri de lam ki fèt pou ke lè elis la wotasyon, se yon diferans vitès pwodwi ant fas yo nan lam yo, ak Se poutèt sa yon diferans presyon (efè Bernoulli). Al .. Diferans presyon an pwodui yon fòs pouse, pèpandikilè ak avyon elis la, ki pouse bato a. Gade figi 7.

Naje:

Lè ou deplase men ou lè naje, gen yon diferans presyon ant palmis la ak do a nan men an. Nan pla men an, dlo a pase nan vitès ki ba ak presyon ki wo (prensip Bernoulli a), ki soti nan yon "fòs leve" ki depann sou diferans lan presyon ant palmis la ak do a nan men an. Gade figi 8 la.

Ekwasyon pou prensip Bernoulli a

Ekwasyon Bernoulli a pèmèt nou analize matematik likid an mouvman. Prensip Bernoulli a rive, matematikman, ki baze sou konsèvasyon enèji, ki deklare ke enèji pa kreye oswa detwi, li transfòme an yon lòt kalite enèji. Yo konsidere enèji sinetik, potansyèl ak koule:

• Sinetik: ki depann de vitès la ak mas nan likid la
• Potansyèl: akòz wotè, relatif nan yon nivo referans
• Koule oswa presyon: enèji pote pa molekil likid la pandan y ap deplase sou tiyo a. Gade figi 9 la.

Enèji total ke yon likid genyen an mouvman se sòm enèji presyon koule, enèji sinetik ak enèji potansyèl. Dapre lalwa konsèvasyon enèji, enèji yon likid nan yon tiyo ki egal ak inlet ak priz. Sòm enèji yo nan pwen inisyal la, nan inlet tiyo a, ki egal a sòm enèji yo nan priz la. [1]. Gade figi 10.

Kontrent nan ekwasyon an Bernoulli

• Li valab sèlman pou likid enkonpresibl.
• Li pa pran an kont aparèy ki ajoute pouvwa nan sistèm lan.
• Transfè chalè pa pran an kont (nan ekwasyon debaz la).
• Materyèl sifas la pa pran an kont (Pa gen okenn pèt friksyon).

Egzèsis

Pou pote dlo nan yon dezyèm etaj nan yon kay, yo itilize yon tiyo tankou sa yo montre nan figi 11. Li vle ke, nan priz la nan tiyo a, ki chita 3 mèt anwo tè a, dlo a gen yon vitès 5 m / s, ak yon presyon ki egal a 50.000 Pa. Ki sa ki dwe vitès la ak presyon nan ki dlo a dwe ponpe? Nan figi 10 inlet dlo a make kòm pwen 1 ak priz dlo nan tiyo ki pi etwat kòm pwen 2.

Solisyon

Pou detèmine vitès v1 la, yo itilize ekwasyon kontinwite nan inlet tiyo a. Gade figi 12.

Ekwasyon Bernoulli a pral itilize pou kalkile presyon nan inlet P1, jan yo montre nan figi 13 la.

Konklizyon nan prensip Bernoulli a

Prensip Bernoulli a deklare ke, nan yon likid nan mouvman, lè vitès li ogmante, pi ba a presyon li egzèse. Enèji a transfòme chak fwa zòn nan kwa-seksyonèl nan tiyo a chanje.

Ekwasyon Bernoulli a se yon konsekans konsèvasyon enèji pou likid an mouvman. Li deklare ke sòm total presyon likid la, enèji sinetik la ak enèji potansyèl la, rete konstan nan tout chemen likid la.

Prensip sa a gen aplikasyon miltip tankou nan leve a nan avyon, oswa nan yon moun lè naje, osi byen ke nan desen an nan ekipman pou transpò a nan likid, nan mitan anpil lòt moun, etid li yo ak konpreyansyon yo te nan gwo enpòtans.

REFERENI YO

[1] Mott, Robert. (2006). Mekanik likid. 6èm edisyon. Pearson Edikasyon
[2]
[3]