BERNOULLI принциптері - жаттығулар

Ғалым Даниэль Бернулли 1738 жылы сұйықтық қозғалыс кезінде сұйықтықтың жылдамдығы мен оның қысымының байланысын орнататын оның есімін иеленетін принципті көтерді. Сұйықтықтар тар құбырларда жылдамдықты арттырады.

Сонымен қатар, қозғалыстағы сұйықтық үшін энергия көлденең қимасының ауданы өзгерген сайын Бернулли теңдеуінде қозғалыстағы сұйықтық ұсынатын энергия формалары арасындағы математикалық байланысты ұсынатын энергияны түрлендіру ұсынылады.

Бернулли принципін қолдану тұрмыстық, коммерциялық және өндірістік қолданудың әр түрлілігіне ие, мысалы мұржаларда, инсектицидтер спрейлерінде, шығын өлшегіштерде, Вентури түтіктерінде, қозғалтқыш карбюраторларында, сорғыштарда, ұшақ көтергіштерінде, су озонаторларында, стоматологиялық жабдықтарда және басқаларында. Ол гидродинамика мен сұйықтық механикасын зерттеуге негіз болады.

НЕГІЗГІ ТҮСІНІКТЕР Бернуллидің принциптерін түсіну

Мен оларды шақырдымМақаласын қарастырайық Джоуль заңының қызуы «Қолданбалар - жаттығулар»

Сұйықтық:

Кездейсоқ үлестірілген молекулалардың жиынтығы, олар әлсіз когезивтік күштермен және контейнер қабырғалары әсер ететін күштермен анықталған көлемсіз ұсталады. Сұйық та, газ да сұйық болып саналады. Сұйықтықтардың жүріс-тұрысын зерттеу кезінде тыныштық күйіндегі (гидростатикалық) сұйықтықтарды және қозғалыстағы сұйықтықтарды (гидродинамика) зерттеу жүргізіледі. 1 суретті қараңыз.

Сізді мақаланы көруге шақырамыз Термодинамикалық принциптер

Масса:

Сұйық дененің қозғалысын өзгерту үшін инерцияны немесе қарсылықты өлшеңіз. Сұйықтық мөлшерін өлшеу, ол кг-мен өлшенеді.

Салмағы:

Ауырлық күшінің әсерінен сұйықтық жерге тартылатын күш. Ол N, lbm.ft / s-мен өлшенеді².

Тығыздығы:

Заттың көлем бірлігіне келетін массаның мөлшері. Ол кг / м-мен өлшенеді³.

Ағын:

Уақыт бірлігіндегі көлем, м3 / с.

Қысым:

Заттың бірлік ауданына немесе бетіне түсірілген күш мөлшері. Ол басқа бірліктермен бірге Паскальда немесе psi-де өлшенеді.

Тұтқырлық:

Ішкі үйкеліске байланысты сұйықтықтардың ағынға төзімділігі. Тұтқырлық неғұрлым жоғары болса, соғұрлым ағын азаяды. Ол қысым мен температураға байланысты өзгереді.

Энергияны үнемдеу туралы заң:

Энергия жаратылмайды және жойылмайды, ол энергияның басқа түріне айналады.

Үздіксіздік теңдеуі:

Диаметрі әртүрлі, тұрақты ағыны бар құбырда аудандар мен сұйықтық жылдамдығы арасында байланыс болады. Жылдамдықтар құбырдың көлденең қимасының аудандарына кері пропорционалды. [1]. 2 суретті қараңыз.

Бернулли принципі

Бернулли принципінің тұжырымы

Бернулли принципі қозғалатын сұйықтықтың жылдамдығы мен қысымы арасындағы байланысты орнатады. Бернулли қағидасы қозғалыстағы сұйықтықта сұйықтық жылдамдығы артқан сайын қысым азаяды дейді. Жоғары жылдамдық нүктелерінің қысымы аз болады. [екі]. 2 суретті қараңыз.

Сұйықтық құбыр арқылы қозғалғанда, егер құбырда редукция болса (диаметрі кішірек), сұйықтық ағынды ұстап тұру үшін жылдамдығын арттыруы керек, ал қысымы төмендейді. 4 суретті қараңыз.

Бернулли принципін қолдану

Карбюратор:

Бензинмен жұмыс жасайтын қозғалтқыштарда, ауа мен отын араласатын құрылғы. Ауа дроссель клапанынан өткенде оның қысымы төмендейді. Мұндай қысымның төмендеуімен бензин ағыла бастайды, төмен қысым кезінде ол буланып, ауамен араласады. [3]. 5 суретті қараңыз.

Ұшақтар:

Ұшақтардың ұшуы үшін қанаттар «көтеру» деп аталатын күш пайда болатындай етіп жасалған, қанаттардың жоғарғы және төменгі бөліктері арасындағы қысым айырмашылығын тудырады. 6-суретте сіз ұшақтардың қанаттарының бір дизайнын көре аласыз. Ұшақ қанатының астынан өтетін ауа бөлінуді көбірек қысымды тудырады, ал қанаттан өткен ауа үлкен қашықтық пен жылдамдықты жүріп өтеді. Жоғары қысым қанаттың астында болғандықтан, көтеру күші қанатты жоғары қарай итермелейді.

Қайық винті:

Бұл кемелерде отын ретінде қолданылатын құрал. Бұрандалар винт айналған кезде қалақтардың беттері арасында жылдамдық айырмашылығы пайда болатындай етіп жасалған қалақтар қатарынан тұрады, демек қысым айырмасы (Бернулли эффектісі). Al.Қысым айырмашылығы қайықты қозғалатын винт жазықтығына перпендикулярлы итеру күшін тудырады. 7 суретті қараңыз.

Жүзу:

Жүзу кезінде қолыңызды қозғағанда алақан мен қолдың артқы жағында қысым айырмашылығы болады. Алақанда су төмен жылдамдықпен және жоғары қысыммен өтеді (Бернулли принципі), алақан мен қолдың артқы жағындағы қысым айырмашылығына байланысты «көтеру күші» пайда болады. 8 суретті қараңыз.

Бернулли принципінің теңдеуі

Бернулли теңдеуі сұйықтықты қозғалыста талдауға мүмкіндік береді. Бернулли принципі энергияны үнемдеуге негізделген, яғни энергия жаратылмайды немесе жойылмайды, ол энергияның басқа түріне ауысады деп тұжырымдайды. Кинетикалық, потенциалдық және ағындық энергия қарастырылады:

• Кинетика: бұл сұйықтықтың жылдамдығы мен массасына байланысты
• Потенциал: биіктікке байланысты, эталон деңгейіне қатысты
• Ағын немесе қысым: сұйықтық молекулалары құбыр бойымен қозғалған кезде оларды тасымалдайтын энергия. 9 суретті қараңыз.

Сұйықтықтың қозғалыстағы жалпы энергиясы ағын қысымының, кинетикалық энергияның және потенциалдық энергияның қосындысына тең. Энергияны сақтау заңы бойынша сұйықтықтың құбыр арқылы өткізетін энергиясы кіріс пен шығысқа тең. Құбырдың кірісіндегі бастапқы нүктедегі энергиялардың қосындысы шығыс кезіндегі энергиялардың қосындысына тең. [1]. 10 суретті қараңыз.

Бернулли теңдеуінің шектеулері

• Ол тек сығылмайтын сұйықтықтарға жарамды.
• Бұл жүйеге қуат қосатын құрылғыларды ескермейді.
• Жылу беру ескерілмейді (негізгі теңдеуде).
• Беткі материал есепке алынбайды (Үйкеліс кезінде шығын болмайды).

Жаттығу

Суды үйдің екінші қабатына жеткізу үшін 11-суретте көрсетілгендей құбыр қолданылады.Түтіктің жерден 3 метр биіктікте орналасқан жерінде судың жылдамдығы 5 м болғаны жөн. / с, қысымы 50.000 10 Па-ға тең, суды айдау жылдамдығы мен қысымы қандай болуы керек? 1 суретте су кірісі 2 нүкте, ал тар құбырдағы су шығысы XNUMX нүктесі ретінде белгіленген.

Шешім

V1 жылдамдығын анықтау үшін құбырдың кірісінде үздіксіздік теңдеуі қолданылады. 12 суретті қараңыз.

Бернулли теңдеуі P1 кірісіндегі қысымды есептеу үшін қолданылады, суретте көрсетілгендей 13.

ҚОРЫТЫНДЫ Бернулли принципі

Бернулли қағидасы қозғалыстағы сұйықтықта оның жылдамдығы жоғарылағанда, қысым соғұрлым төмен болады дейді. Құбырдың көлденең қимасының ауданы өзгерген сайын энергия өзгереді.

Бернулли теңдеуі - қозғалыстағы сұйықтықтар үшін энергияны сақтаудың салдары. Онда сұйықтық қысымының, кинетикалық энергияның және потенциалдық энергияның қосындысы сұйықтықтың бүкіл жолында тұрақты болып қалады дейді.

Бұл принцип ұшақтарды көтеру кезінде немесе адамның жүзу кезінде, сондай-ақ сұйықтықтарды тасымалдауға арналған жабдықты жобалауда, басқалармен қатар, оны зерттеу мен түсінудің маңызы зор.

REFERENCIAS

[1] Мотт, Роберт. (2006). Сұйықтық механикасы. 6-шы басылым. Пирсон білімі
[2]
[3]