BERNOULLI принциптери - көнүгүүлөр

Окумуштуу Даниэль Бернулли 1738-жылы суюктуктун кыймылдашы учурунда суюктуктун ылдамдыгы менен анын көрсөткөн басымынын байланышын орноткон өзүнүн ысымын алып жүргөн принципти көтөргөн. Суюктуктар тар түтүктөрдө ылдамдатылат.

Ошондой эле, кыймылдагы суюктук үчүн, энергия түтүктүн кесилишинин аянты өзгөргөн сайын Бернулли теңдемесинде, кыймылдагы суюктук көрсөткөн энергия формаларынын ортосундагы математикалык байланышты өзгөртө тургандыгын сунуш кылат.

Бернулли принцибинин колдонулушу ар кандай тиричилик, соода жана өндүрүштүк колдонмолорго ээ, мисалы, морлордо, инсектицид чачыратмаларда, чыгым өлчөгүчтөрдө, Вентури түтүктөрүндө, кыймылдаткыч карбюраторлорунда, соргучтарда, учак көтөргүчтөрүндө, суу озонаторлорунда, стоматологиялык жабдыктарда жана башкалар. Гидродинамиканы жана суюктук механикасын изилдөө үчүн негиз болуп саналат.

НЕГИЗГИ ТҮШҮНҮКТӨР Бернуллинин принциптерин түшүнүү

Мен аларды чакырдымКелгиле, макаласын карап көрөлү Джоуль Мыйзамынын жылуулугу "Колдонмолор - Көнүгүүлөр"

Суюктук:

Алсыз бирдиктүү күчтөр менен жана идиштин дубалдары чыгарган күчтөр менен, көлөмү аныкталбаган, туш келди бөлүштүрүлгөн молекулалардын жыйындысы. Суюк жана газдар дагы суюктук деп эсептелет. Суюктуктардын жүрүм-турумун изилдөөдө, тыныгуу абалындагы (гидростатикалык) суюктуктарды жана кыймылдагы суюктуктарды (гидродинамика) изилдөө адатта жүргүзүлөт. 1-сүрөттү караңыз.

Сизди макаланы көрүүгө чакырабыз Термодинамикалык принциптер

Массасы:

Суюк дененин кыймылын өзгөртүү үчүн инерциянын же каршылыктын өлчөгүчү. Суюктуктун өлчөмүн өлчөө, ал кг менен өлчөнөт.

салмагы:

Жерге тартылуу күчү менен суюктук тартылган күч. Ал N, lbm.ft / s менен өлчөнөт².

Тыгыздыгы:

Заттын көлөм бирдигине эсептелген массанын көлөмү. Ал кг / м менен өлчөнөт³.

Flow:

Убакыт бирдигиндеги көлөм, м3 / с.

Басым:

Заттын бирдиктүү аймагына же бетине тийгизген күчтүн көлөмү. Ал башка бирдиктердин катарында Паскаль же ПСИ менен өлчөнөт.

Илешкектүүлүк:

Ички сүрүлүүдөн улам суюктуктардын агып кетишине туруштук берүү. Илешкектүүлүк канчалык жогору болсо, агым ошончолук төмөндөйт. Ал басымга жана температурага жараша өзгөрүлүп турат.

Энергияны үнөмдөө мыйзамы:

Энергия жаратылбайт жана жок болбойт, ал энергиянын башка түрүнө айланат.

Үзгүлтүксүздүк теңдемеси:

Ар кандай диаметрдеги, туруктуу агымдагы түтүктө, аймактар ​​менен суюктуктун ылдамдыгы ортосунда бир байланыш бар. Ылдамдыктар түтүктүн кесилишкен аймактарына тескери пропорциялуу. [1]. 2-сүрөттү караңыз.

Бернуллинин принциби

Бернуллинин принципинин билдирүүсү

Бернуллинин принциби кыймылдаган суюктуктун ылдамдыгы менен басымынын ортосундагы байланышты орнотот. Бернуллинин принциби кыймылда болгон суюктукта суюктуктун ылдамдыгы жогорулаган сайын басым төмөндөйт деп айтылат. Жогорку ылдамдык чекиттеринде басым аз болот. [эки]. 2-сүрөттү караңыз.

Суюктук түтүк аркылуу өткөндө, эгерде түтүктө кыскартуу болсо (диаметри кичирээк), суюктук агымды кармап туруу үчүн ылдамдыгын жогорулатышы керек жана анын басымы төмөндөйт. 4-сүрөттү караңыз.

Бернуллинин Принципин Колдонуу

Карбюратор:

Бензин менен иштеген кыймылдаткычтарда, аба жана күйүүчү май аралашкан шайман. Аба дроссель клапанынан өткөндө, анын басымы төмөндөйт. Кысымдын төмөндөшү менен бензин агып баштайт, төмөнкү басымда бууланып, абага аралашат. [3]. 5-сүрөттү караңыз.

Учактар:

Учактардын учушу үчүн, канаттардын үстүнкү жана астыңкы бөлүгүнүн ортосундагы басым айырмасын жараткан "көтөрүү" деп аталган күч пайда боло тургандай кылып иштелип чыккан. 6-сүрөттө учактын канаттарынын жасалгаларын көрө аласыз. Учактын канатынын астынан өткөн аба бөлүнүп, көбүрөөк басым жасап, канаттын үстүнөн өткөн аба чоң ылдамдыкты басып өтөт. Жогорку басым канаттын астында болгондуктан, көтөрүү күчү натыйжада канатты өйдө карай жылдырат.

Кайыктын пропеллери:

Бул кемелерде күйүүчү май катары колдонулуучу шайман. Винттер винт айланганда пышактардын беттеринин ортосунда ылдамдыктын айырмасы пайда болуучу, демек, басымдын айырмасы (Бернулли эффектиси) иштелип чыккан бир нече пышактан турат. Al .Кысым айырмасы винттин тегиздигине перпендикулярдуу түрткү күчүн жаратат, ал кайыкты түрттүрөт. 7-сүрөттү караңыз.

сүзүү:

Сууда сүзүүдө колду кыймылдатканда, алакан менен колдун арткы бөлүгүндө басым айырмасы болот. Алакан менен суу төмөн ылдамдыкта жана жогорку басым менен өтөт (Бернуллинин принциби), ал көтөрүп чыгуу күчүн пайда кылат, ал алакан менен колдун арткы бөлүгүнүн ортосундагы айырмачылыкка көз каранды. 8-сүрөттү караңыз.

Бернуллинин принциби үчүн теңдеме

Бернуллинин теңдемеси суюктуктарды кыймылда анализдөөгө мүмкүнчүлүк берет. Бернуллинин принциби энергияны үнөмдөөгө негизделген математикалык жактан келип чыгат, анда энергия жаратылбайт же жок болбойт, ал энергиянын башка түрүнө өтөт деген. Кинетикалык, потенциалдуу жана агым энергиясы төмөнкүлөр деп эсептелет:

• Кинетика: бул суюктуктун ылдамдыгына жана массасына жараша болот
• мүмкүнчүлүгү: бийиктиктен улам, шилтеме деңгээлине салыштырмалуу
• Агым же басым: суюктуктун молекулалары түтүктү бойлой жылып баратканда алып жүргөн энергия. 9-сүрөттү караңыз.

Суюктуктун кыймылдагы жалпы энергиясы агым басымынын, кинетикалык энергиясынын жана потенциалдык энергиясынын жыйындысы. Энергияны сактоо мыйзамы боюнча, түтүк аркылуу суюктуктун энергиясы кириш жана чыгууга барабар. Баштапкы чекиттеги, түтүктүн киришиндеги энергиялардын суммасы, чыккандагы энергиялардын суммасына барабар. [1]. 10-сүрөттү караңыз.

Бернулли теңдемесинин чектөөлөрү

• Ал кысылбаган суюктуктар үчүн гана жарактуу.
• Бул тутумга кубат кошуучу шаймандарды эске албайт.
• Жылуулуктун берилиши эске алынбайт (негизги теңдемеде).
• Беттик материал эске алынбайт (сүрүлүүдөгү жоготуулар жок).

көнүгүү

Үйдүн экинчи кабатына суу жеткирүү үчүн, 11-сүрөттө көрсөтүлгөндөй түтүк колдонулат.Түтүктүн жерден 3 метр бийиктикте жайгашкан жеринде, суу 5 м ылдамдыкта болушу керек. / с, кысымы 50.000 Па барабар болгон учурда, сууну сордуруп алуу ылдамдыгы жана басымы кандай болушу керек? 10-сүрөттө суу куюлган жер 1 чекит катары, ал эми куурураак түтүкчөдөгү суу чыгуучу жер 2 чекит катары белгиленген.

чечим

V1 ылдамдыгын аныктоо үчүн, түтүктүн кире беришинде үзгүлтүксүздүк теңдемеси колдонулат. 12-сүрөттү караңыз.

Бернулли теңдемеси P1 киришиндеги басымды эсептөө үчүн колдонулат, бул 13-сүрөттө көрсөтүлгөн.

корутундулар Бернуллинин Принципинин

Бернуллинин принциби кыймылда болгон суюктукта, анын ылдамдыгы чоңойгон сайын, басымдын төмөндөшүн көрсөтөт. Түтүктүн кесилишинин аянты өзгөргөн сайын энергия өзгөрүлүп турат.

Бернулли теңдемеси - кыймылдагы суюктуктар үчүн энергияны сактоонун натыйжасы. Анда суюктуктун басымы, кинетикалык энергия жана потенциалдык энергия суммасы суюктуктун бүткүл жолу боюнча туруктуу бойдон калаары айтылат.

Бул принцип бир нече жолу колдонулат, мисалы, учактарды көтөрүүдө, же сууда сүзүүдө бир адамда, ошондой эле суюктуктарды ташуу үчүн жабдууларды жасоодо жана башкалар, аны изилдөө жана түшүнүү чоң мааниге ээ.

REFERENCIAS

[1] Мотт, Роберт. (2006). Суюктук механикасы. 6-чыгарылыш. Pearson Education
[2]
[3]