ຫຼັກການ BERNOULLI - ອອກ ກຳ ລັງກາຍ

ນັກວິທະຍາສາດ, Daniel Bernoulli ໄດ້ຍົກຂຶ້ນໃນປີ 1738, ຫຼັກການທີ່ຊື່ຂອງລາວ, ເຊິ່ງສ້າງຄວາມ ສຳ ພັນຂອງຄວາມໄວຂອງທາດແຫຼວແລະຄວາມກົດດັນທີ່ມັນອອກມາ, ເມື່ອນ້ ຳ ມີການເຄື່ອນໄຫວ. ທາດແຫຼວທີ່ມີແນວໂນ້ມເພີ່ມຄວາມໄວໃນທໍ່ແຄບໆ.

ມັນຍັງສະ ເໜີ ວ່າ, ສຳ ລັບທາດແຫຼວໃນການເຄື່ອນໄຫວ, ພະລັງງານຈະຫັນປ່ຽນໃນແຕ່ລະຄັ້ງທີ່ບໍລິເວນທໍ່ຂອງທໍ່ປ່ຽນແປງ, ນຳ ສະ ເໜີ ໃນສົມຜົນ Bernoulli, ຄວາມ ສຳ ພັນທາງຄະນິດສາດລະຫວ່າງຮູບແບບພະລັງງານທີ່ທາດແຫຼວໃນການເຄື່ອນໄຫວ ນຳ ສະ ເໜີ.

ການ ນຳ ໃຊ້ຫຼັກການ Bernoulli ມີການ ນຳ ໃຊ້ໃນຄົວເຮືອນ, ການຄ້າແລະອຸດສະຫະ ກຳ ຫລາກຫລາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ໃນທໍ່ລະບາຍ, ສີດຢາຂ້າແມງໄມ້, ແມັດລະບາຍ, ທໍ່ Venturi, ເຄື່ອງຈັກເຮັດເຄື່ອງຈັກ, ຖ້ວຍດູດ, ຍົກເຄື່ອງບິນ, ເຄື່ອງຍົກນ້ ຳ, ອຸປະກອນທັນຕະ ກຳ, ແລະອື່ນໆ. ມັນແມ່ນພື້ນຖານ ສຳ ລັບການສຶກສາກ່ຽວກັບພະລັງງານນ້ ຳ ແລະເຕັກນິກນ້ ຳ.

ຂໍ້ມູນພື້ນຖານ ເພື່ອເຂົ້າໃຈຫຼັກການຂອງ Bernoulli

ຂ້ອຍເຊີນເຂົາເຈົ້າຂໍໃຫ້ເບິ່ງບົດຄວາມຂອງ ຄວາມຮ້ອນຂອງກົດ ໝາຍ Joule "ການສະ ໝັກ - ອອກ ກຳ ລັງກາຍ"

ທາດແຫຼວ:

ຊຸດໂມເລກຸນທີ່ແຈກຢາຍແບບສຸ່ມທີ່ຖືກຈັດຂື້ນຮ່ວມກັນໂດຍ ກຳ ລັງແຮງທີ່ເຂັ້ມແຂງແລະ ກຳ ລັງແຮງທີ່ຜະລິດໂດຍຝາຂອງພາຊະນະ, ໂດຍບໍ່ມີປະລິມານທີ່ ກຳ ນົດ. ທັງທາດແຫຼວແລະທາດອາຍແມ່ນຖືວ່າເປັນທາດແຫຼວ. ໃນການສຶກສາກ່ຽວກັບພຶດຕິ ກຳ ຂອງທາດແຫຼວ, ການສຶກສາຂອງທາດແຫຼວໃນສະພາບການພັກຜ່ອນ (ທາດນ້ ຳ ເຊື່ອມ) ແລະທາດແຫຼວໃນການເຄື່ອນໄຫວ (ໄຮໂດຼລິກ) ມັກຈະຖືກປະຕິບັດ. ເບິ່ງຮູບ 1.

ພວກເຮົາເຊີນທ່ານເຂົ້າເບິ່ງບົດຄວາມ ຫຼັກການກ່ຽວກັບຄວາມຮ້ອນ

ມະຫາຊົນ:

ການວັດແທກຂອງຄວາມບໍ່ມີຕົວຕົນຫຼືການຕໍ່ຕ້ານເພື່ອປ່ຽນການເຄື່ອນໄຫວຂອງຮ່າງກາຍຂອງແຫຼວ. ການວັດແທກປະລິມານຂອງນ້ ຳ, ມັນຖືກວັດເປັນ kg.

ນ້ໍາຫນັກ:

ບັງຄັບໃຫ້ເຊິ່ງທາດແຫຼວຖືກດຶງດູດເຂົ້າສູ່ໂລກໂດຍການກະ ທຳ ຂອງແຮງໂນ້ມຖ່ວງ. ມັນຖືກວັດໃນ N, lbm.ft / s².

ຄວາມ​ຫນາ​ແຫນ້ນ:

ຈຳ ນວນມະຫາຊົນຕໍ່ຫົວ ໜ່ວຍ ບໍລິມາດຂອງສານ ໜຶ່ງ. ມັນຖືກວັດໃນ kg / m³.

ກະແສ:

ບໍລິມາດຕໍ່ຫົວ ໜ່ວຍ ເວລາ, ໃນ m3 / s.

ຄວາມກົດດັນ:

ຈຳ ນວນຂອງ ກຳ ລັງທີ່ໃຊ້ຢູ່ໃນພື້ນທີ່ ໜ່ວຍ ບໍລິການຂອງສານ, ຫຼືຢູ່ເທິງ ໜ້າ ດິນ. ມັນຖືກວັດໃນ Pascal ຫຼື psi, ໃນບັນດາຫົວຫນ່ວຍອື່ນໆ.

Viscosity:

ຄວາມຕ້ານທານຂອງທາດແຫຼວທີ່ຈະໄຫຼ, ເນື່ອງຈາກການສຽດທານພາຍໃນ. ຄວາມຫນືດສູງຂື້ນ, ການໄຫລຂອງຕ່ໍາ. ມັນແຕກຕ່າງກັນກັບຄວາມກົດດັນແລະອຸນຫະພູມ.

ກົດ ໝາຍ ວ່າດ້ວຍການອະນຸລັກພະລັງງານ:

ພະລັງງານບໍ່ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນຫລືບໍ່ ທຳ ລາຍ, ມັນປ່ຽນເປັນພະລັງງານອີກປະເພດ ໜຶ່ງ.

ສົມຜົນຢ່າງຕໍ່ເນື່ອງ:

ໃນທໍ່ທີ່ມີເສັ້ນຜ່າສູນກາງທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ມີການໄຫຼວຽນຄົງທີ່, ມັນມີຄວາມພົວພັນລະຫວ່າງເຂດແລະຄວາມໄວຂອງນ້ ຳ. ຄວາມແຕກຕ່າງກັນແມ່ນກົງກັນຂ້າມກັບພື້ນທີ່ຂ້າມຂອງທໍ່. [1]. ເບິ່ງຮູບ 2.

ຫຼັກການຂອງ Bernoulli

ຖະແຫຼງການຂອງຫລັກການ Bernoulli

ຫຼັກການຂອງ Bernoulli ສ້າງຄວາມ ສຳ ພັນລະຫວ່າງຄວາມໄວແລະຄວາມກົດດັນຂອງນ້ ຳ ທີ່ເຄື່ອນຍ້າຍ. ຫຼັກການຂອງ Bernoulli ລະບຸວ່າ, ໃນນ້ ຳ ໃນການເຄື່ອນໄຫວ, ຍ້ອນວ່າຄວາມໄວຂອງນ້ ຳ ເພີ່ມຂື້ນ, ຄວາມກົດດັນຈະຫຼຸດລົງ. ຈຸດຄວາມໄວສູງຈະມີແຮງກົດດັນ ໜ້ອຍ ລົງ. [ສອງ]. ເບິ່ງຮູບທີ 2.

ເມື່ອນ້ ຳ ໄຫຼຜ່ານທໍ່, ຖ້າທໍ່ມີການຫຼຸດລົງ (ເສັ້ນຜ່າສູນກາງ), ນ້ ຳ ຈະຕ້ອງເພີ່ມຄວາມໄວຂອງມັນເພື່ອຮັກສາກະແສ, ແລະຄວາມກົດດັນຂອງມັນຫຼຸດລົງ. ເບິ່ງຮູບທີ 4.

ການ ນຳ ໃຊ້ຫຼັກການຂອງ Bernoulli

Carburetor:

ອຸປະກອນ, ໃນເຄື່ອງຈັກທີ່ໃຊ້ເຊື້ອໄຟ, ບ່ອນທີ່ມີອາກາດແລະເຊື້ອໄຟປະສົມ. ໃນຂະນະທີ່ອາກາດຈະຜ່ານວາວປິດ, ຄວາມກົດດັນຂອງມັນຫຼຸດລົງ. ດ້ວຍຄວາມກົດດັນທີ່ຫຼຸດລົງນີ້, ນ້ ຳ ມັນແອັດຊັງເລີ່ມໄຫຼ, ໃນຄວາມກົດດັນຕ່ ຳ ດັ່ງກ່າວມັນຈະໄຫຼເຂົ້າແລະປະສົມກັບອາກາດ. [3]. ເບິ່ງຮູບທີ 5.

ແຜນການ:

ສຳ ລັບການບິນຂອງເຮືອບິນ, ປີກໄດ້ຖືກອອກແບບເພື່ອໃຫ້ ກຳ ລັງທີ່ເອີ້ນວ່າ "ຍົກ" ຖືກຜະລິດ, ສ້າງຄວາມແຕກຕ່າງດ້ານຄວາມກົດດັນລະຫວ່າງພາກສ່ວນເທິງແລະລຸ່ມຂອງປີກ. ໃນຮູບທີ 6 ທ່ານສາມາດເຫັນການອອກແບບປີກຍົນ ໜຶ່ງ ຂອງເຮືອບິນ. ອາກາດທີ່ບິນຜ່ານປີກຂອງເຮືອບິນມັກຈະເຮັດໃຫ້ເກີດຄວາມກົດດັນຫຼາຍຂື້ນ, ໃນຂະນະທີ່ອາກາດທີ່ບິນຜ່ານປີກຈະເຄື່ອນຍ້າຍໄລຍະທາງຫຼາຍກວ່າເກົ່າແລະມີຄວາມໄວຫຼາຍກວ່າເກົ່າ. ເນື່ອງຈາກວ່າຄວາມກົດດັນສູງແມ່ນຢູ່ໃຕ້ປີກ, ຜົນບັງຄັບໃຊ້ຍົກໄດ້ເຮັດໃຫ້ປີກສູງຂຶ້ນ.

ຕົວສົ່ງເຮືອ:

ມັນແມ່ນອຸປະກອນທີ່ໃຊ້ເປັນຕົວສົ່ງຕໍ່ເຮືອ. ເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນປະກອບດ້ວຍແຜ່ນໃບຄ້າຍຄືທີ່ຖືກອອກແບບມາເພື່ອວ່າໃນເວລາທີ່ເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນ ໝູນ ວຽນ, ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມໄວຈະຖືກສ້າງຂື້ນລະຫວ່າງ ໜ້າ ຂອງໃບມີດແລະດັ່ງນັ້ນຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນ (ຜົນກະທົບຂອງ Bernoulli). Al ຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນເຮັດໃຫ້ມີແຮງດັນ, ໂດຍຂື້ນກັບຍົນຂອງເຄື່ອງປັ່ນປ່ວນ, ເຊິ່ງເປັນການກະຕຸ້ນເຮືອ. ເບິ່ງຮູບສະແດງ 7.

ລອຍນໍ້າ:

ເມື່ອທ່ານຍ້າຍມືຂອງທ່ານໃນເວລາລອຍນໍ້າ, ມີຄວາມກົດດັນທີ່ແຕກຕ່າງກັນລະຫວ່າງຕົ້ນປາມແລະດ້ານຫຼັງຂອງມື. ຢູ່ໃນຕົ້ນປາມມື, ນ້ ຳ ຈະຜ່ານຄວາມໄວຕ່ ຳ ແລະຄວາມກົດດັນສູງ (ຫຼັກການຂອງ Bernoulli), ທີ່ມາຈາກ "ກຳ ລັງຍົກ" ທີ່ຂື້ນກັບຄວາມແຕກຕ່າງຂອງຄວາມກົດດັນລະຫວ່າງຕົ້ນປາມແລະດ້ານຫຼັງຂອງມື. ເບິ່ງຮູບສະແດງ 8.

ສົມຜົນ ສຳ ລັບຫຼັກການຂອງ Bernoulli

ສົມຜົນຂອງ Bernoulli ຊ່ວຍໃຫ້ພວກເຮົາສາມາດວິເຄາະທາງດ້ານທາດແຫຼວໃນການເຄື່ອນໄຫວ. ຫຼັກການຂອງ Bernoulli ເກີດຂື້ນ, ທາງຄະນິດສາດ, ໂດຍອີງໃສ່ການອະນຸລັກພະລັງງານ, ເຊິ່ງລະບຸວ່າພະລັງງານບໍ່ໄດ້ຖືກສ້າງຂື້ນຫລື ທຳ ລາຍ, ມັນປ່ຽນເປັນພະລັງງານອີກປະເພດ ໜຶ່ງ. ພະລັງງານ Kinetic, ທ່າແຮງແລະພະລັງງານໄຫຼແມ່ນພິຈາລະນາ:

• Kinetics: ເຊິ່ງຂື້ນກັບຄວາມໄວແລະມວນສານຂອງທາດແຫຼວ
• ມີທ່າແຮງ: ເນື່ອງຈາກຄວາມສູງ, ທຽບກັບລະດັບການອ້າງອີງ
• ກະແສຫລືຄວາມກົດດັນ: ພະລັງງານທີ່ປະຕິບັດໂດຍໂມເລກຸນຂອງທາດແຫຼວໃນຂະນະທີ່ພວກມັນເຄື່ອນທີ່ໄປຕາມທໍ່. ເບິ່ງຕົວເລກ 9.

ພະລັງງານທັງ ໝົດ ທີ່ທາດແຫຼວມີຢູ່ໃນການເຄື່ອນໄຫວແມ່ນຜົນລວມຂອງພະລັງງານຂອງແຮງກົດໄຫຼ, ພະລັງງານກິລິຍາແລະພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ. ໂດຍກົດ ໝາຍ ວ່າດ້ວຍການອະນຸລັກພະລັງງານ, ພະລັງງານຂອງແຫຼວຜ່ານທໍ່ແມ່ນເທົ່າກັບຂາເຂົ້າແລະຂາອອກ. ຜົນລວມຂອງພະລັງງານໃນຈຸດເລີ່ມຕົ້ນ, ຢູ່ຂາເຂົ້າຂອງທໍ່, ເທົ່າກັບຍອດລວມຂອງພະລັງງານທີ່ຢູ່ທາງອອກ. [1]. ເບິ່ງຮູບ 10.

ຂໍ້ ຈຳ ກັດຂອງສົມຜົນ Bernoulli

• ມັນສາມາດໃຊ້ໄດ້ ສຳ ລັບນ້ ຳ ທີ່ບໍ່ສາມາດເຂົ້າໃຈໄດ້.
• ມັນບໍ່ໄດ້ ຄຳ ນຶງເຖິງອຸປະກອນທີ່ເພີ່ມພະລັງໃຫ້ກັບລະບົບ.
• ການໂອນຄວາມຮ້ອນບໍ່ໄດ້ຖືກ ຄຳ ນຶງເຖິງ (ໃນສົມຜົນພື້ນຖານ).
• ອຸປະກອນການພື້ນຜິວບໍ່ໄດ້ຖືກພິຈາລະນາ (ບໍ່ມີການສູນເສຍຄວາມຄຽດ).

ການອອກກໍາລັງກາຍ

ເພື່ອ ນຳ ເອົານ້ ຳ ໄປຊັ້ນສອງຂອງເຮືອນ, ທໍ່ນ້ ຳ ຄ້າຍຄືກັບຮູບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບທີ 11 ແມ່ນຖືກ ນຳ ໃຊ້ທີ່ຕ້ອງການ, ຢູ່ທາງອອກຂອງທໍ່ນ້ ຳ, ຕັ້ງຢູ່ຂ້າງ ໜ້າ ດິນ 3 ແມັດ, ນ້ ຳ ມີຄວາມໄວ 5 m / s, ມີຄວາມກົດດັນເທົ່າກັບ 50.000 Pa. ສິ່ງທີ່ຕ້ອງແມ່ນຄວາມໄວແລະຄວາມກົດດັນທີ່ນ້ ຳ ຕ້ອງໄດ້ສູບ? ໃນຮູບທີ 10 ທາງເຂົ້າຂອງນ້ ຳ ຖືກ ໝາຍ ເປັນຈຸດທີ 1 ແລະສາຍນ້ ຳ ໃນທໍ່ແຄບເປັນຈຸດທີ 2.

ການແກ້ໄຂ

ເພື່ອ ກຳ ນົດຄວາມໄວ v1, ສົມຜົນຕໍ່ເນື່ອງແມ່ນໃຊ້ຢູ່ທາງເຂົ້າຂອງທໍ່. ເບິ່ງຮູບ 12.

ສົມຜົນ Bernoulli ຈະຖືກ ນຳ ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມກົດດັນທີ່ inlet P1, ດັ່ງທີ່ສະແດງໃນຮູບ 13.

ຂໍ້ສະຫຼຸບ ຂອງຫຼັກການພື້ນຖານຂອງ Bernoulli

ຫຼັກການຂອງ Bernoulli ລະບຸວ່າ, ໃນນ້ ຳ ໃນການເຄື່ອນໄຫວ, ເມື່ອຄວາມໄວຂອງມັນເພີ່ມຂື້ນ, ຄວາມກົດດັນທີ່ມັນຫຼຸດລົງກໍ່ຈະ ໜ້ອຍ ລົງ. ພະລັງງານຈະຫັນປ່ຽນໃນແຕ່ລະຄັ້ງທີ່ບໍລິເວນດ້ານຕັດຂອງທໍ່.

ສົມຜົນຂອງ Bernoulli ແມ່ນຜົນຂອງການອະນຸລັກພະລັງງານ ສຳ ລັບທາດແຫຼວໃນການເຄື່ອນໄຫວ. ມັນລະບຸວ່າຜົນລວມຂອງຄວາມກົດດັນຂອງນ້ ຳ, ພະລັງງານທາງ kinetic ແລະພະລັງງານທີ່ມີທ່າແຮງ, ຍັງຄົງຢູ່ຕະຫຼອດເສັ້ນທາງຂອງແຫຼວ.

ຫຼັກການນີ້ມີການ ນຳ ໃຊ້ຫລາຍຢ່າງເຊັ່ນ: ໃນການຍົກເຮືອບິນ, ຫລືຂອງບຸກຄົນໃນເວລາລອຍນ້ ຳ, ພ້ອມທັງການອອກແບບອຸປະກອນ ສຳ ລັບການຂົນສົ່ງນ້ ຳ, ໃນ ຈຳ ນວນອື່ນໆ, ການສຶກສາແລະຄວາມເຂົ້າໃຈຂອງມັນມີຄວາມ ສຳ ຄັນຫລາຍ.

REFERENCIAS

[1] Mott, Robert. (ປີ 2006). ກົນໄກການລະບາຍນໍ້າ. ສະບັບທີ 6. ການສຶກສາ Pearson
[2]
[3]