බර්නූලි මූලධර්ම- ව්‍යායාම

1738 දී ඩැනියෙල් බර්නූලි නම් විද්‍යා ist යා ඔහුගේ නම දරන මූලධර්මයක් වන අතර එය තරලයක චලනය වන විට තරලයක වේගය හා එය ඇති කරන පීඩනය අතර සම්බන්ධතාවය තහවුරු කරයි. පටු පයිප්පවල තරලවල වේගය වැඩි කිරීමට නැඹුරු වේ.

චලිතයේ තරලයක් සඳහා, පයිප්පයේ හරස්කඩ ප්‍රදේශය වෙනස් වන සෑම අවස්ථාවකම ශක්තිය පරිවර්තනය වන බව ද එය යෝජනා කරයි, බර්නූලි සමීකරණයේ ඉදිරිපත් කරයි, චලනයේ තරලය ඉදිරිපත් කරන ශක්ති ආකාර අතර ගණිතමය සම්බන්ධතාවය.

බර්නූලි මූලධර්මය භාවිතා කිරීම තුළ චිමිනි, කෘමිනාශක ඉසින, ගලන මීටර, වෙන්චුරි ටියුබ්, එන්ජින් කාබ්යුරේටර්, චූෂණ කෝප්ප, ගුවන් යානා සෝපානය, ජල ඕසොනේටර්, දන්ත උපකරණ වැනි විවිධාකාර ගෘහ, වාණිජ හා කාර්මික යෙදුම් ඇත. ජලවිදුලි විද්‍යාව හා තරල යාන්ත්‍ර විද්‍යාව හැදෑරීමේ පදනම එයයි.

මූලික සංකල්ප බර්නූලිගේ මූලධර්ම තේරුම් ගැනීමට

මම ඔවුන්ට ආරාධනා කළාහි ලිපිය බලමු ජූල්ගේ නීතියේ උණුසුම "යෙදුම් - අභ්‍යාස"

තරල:

අහඹු ලෙස බෙදා හරින ලද අණු සමූහයක් දුර්වල සංයුක්ත බලවේගයන් විසින් සහ බහාලුම්වල බිත්ති මගින් නිර්වචනය කරන ලද පරිමාවක් නොමැතිව එකට තබා ගනී. දියර හා වායූන් යන දෙකම තරල ලෙස සැලකේ. තරලවල හැසිරීම පිළිබඳ අධ්‍යයනයේ දී, විවේක තත්වයක (හයිඩ්‍රොස්ටැටික්) සහ චලිතයේ තරල (හයිඩ්‍රොඩිනමික්ස්) වල තරල අධ්‍යයනය කිරීම සාමාන්‍යයෙන් සිදු කෙරේ. රූපය 1 බලන්න.

ලිපිය බැලීමට අපි ඔබට ආරාධනා කරමු තාප ගතික මූලධර්ම

ස්කන්ධය:

තරල සිරුරක චලනය වෙනස් කිරීම සඳහා අවස්ථිතිභාවය හෝ ප්‍රතිරෝධය මැනීම. තරල ප්‍රමාණය මැනීම, එය කිලෝග්‍රෑම් වලින් මනිනු ලැබේ.

බර:

ගුරුත්වාකර්ෂණ ක්‍රියාවෙන් තරලය පෘථිවියට ආකර්ෂණය වන බලය. එය N, lbm.ft / s වලින් මනිනු ලැබේ².

Ens නත්වය:

ද්‍රව්‍යයක ඒකක පරිමාවකට ස්කන්ධය. එය kg / m වලින් මනිනු ලැබේ³.

ගලනවා:

කාල ඒකකයකට පරිමාව, m3 / s.

පීඩනය:

ද්‍රව්‍යයක ඒකක ප්‍රදේශයක හෝ පෘෂ් on යක් මත ක්‍රියාත්මක වන බල ප්‍රමාණය. එය වෙනත් ඒකක අතර පැස්කල් හෝ පීඑස්අයි වලින් මනිනු ලැබේ.

දුස්ස්රාවිතතාව:

අභ්‍යන්තර .ර්ෂණය හේතුවෙන් තරල ගලා යාමේ ප්‍රතිරෝධය. දුස්ස්රාවීතාව වැඩි වන තරමට ප්රවාහය අඩු වේ. එය පීඩනය හා උෂ්ණත්වය සමඟ වෙනස් වේ.

බලශක්ති සංරක්ෂණ නීතිය:

ශක්තිය නිර්මාණය වී හෝ විනාශ වී නැත, එය වෙනත් ආකාරයක ශක්තියක් බවට පරිවර්තනය වේ.

අඛණ්ඩ සමීකරණය:

විවිධ විෂ්කම්භයන් සහිත නලයක, නියත ප්රවාහයක් සහිතව, ප්රදේශ සහ තරලයේ වේගය අතර සම්බන්ධතාවයක් ඇත. ප්‍රවේග පයිප්පයේ හරස්කඩ ප්‍රදේශවලට ප්‍රතිලෝමව සමානුපාතික වේ. [1]. රූපය 2 බලන්න.

බර්නූලිගේ මූලධර්මය

බර්නූලිගේ මූලධර්මය පිළිබඳ ප්රකාශය

බර්නූලිගේ මූලධර්මය චලනය වන තරලයක ප්‍රවේගය සහ පීඩනය අතර සම්බන්ධතාවය තහවුරු කරයි. චලිත තරලයක තරලයක වේගය වැඩි වන විට පීඩනය අඩු වන බව බර්නූලිගේ මූලධර්මය පවසයි. වැඩි වේග ලකුණු අඩු පීඩනයක් ඇත. [දෙක]. රූපය 2 බලන්න.

නලයක් හරහා තරලයක් ගමන් කරන විට, නලයට අඩු වීමක් (කුඩා විෂ්කම්භයක්) තිබේ නම්, ප්‍රවාහය පවත්වා ගැනීම සඳහා තරලයට එහි වේගය වැඩි කළ යුතු අතර එහි පීඩනය අඩු වේ. රූපය 4 බලන්න.

බර්නූලිගේ මූලධර්මයේ ප්‍රයෝජන

කාබ්යුරේටරය:

වාතය සහ ඉන්ධන මිශ්‍ර වන ගැසොලින් බලයෙන් ක්‍රියා කරන එන්ජින්වල උපාංගය. තෙරපුම් කපාටය හරහා වාතය ගමන් කරන විට එහි පීඩනය අඩු වේ. මෙම පීඩනය අඩුවීමත් සමඟ පෙට්‍රල් ගලා යාමට පටන් ගනී, එතරම් අඩු පීඩනයකදී එය වාෂ්ප වී වාතය සමඟ මිශ්‍ර වේ. [3]. 5 වන රූපය බලන්න.

ගුවන් යානා:

ගුවන් යානා පියාසර කිරීම සඳහා පියාපත් නිර්මාණය කර ඇති අතර එමඟින් “සෝපානය” නමින් බලයක් නිපදවන අතර පියාපත්වල ඉහළ සහ පහළ කොටස අතර පීඩන වෙනසක් ඇති කරයි. රූප සටහන 6 හි ඔබට ගුවන් යානා තටු මෝස්තර වලින් එකක් දැකිය හැකිය. ගුවන් යානයේ පියාපත් යටින් ගමන් කරන වාතය වැඩි පීඩනයක් ඇති කරමින් වෙන්වීමට නැඹුරු වන අතර පියාපත් හරහා ගමන් කරන වාතය වැඩි දුරක් හා වැඩි වේගයකින් ගමන් කරයි. අධි පීඩනය පියාපත් යට ඇති හෙයින්, සෝපාන බලයක් මඟින් පියාපත් ඉහළට තල්ලු කරයි.

බෝට්ටු ප්‍රචාලකය:

එය නැව්වල ගුවන් යානා ඉන්ධන ලෙස භාවිතා කරන උපකරණයකි. ප්‍රචාලක නිර්මාණය කර ඇත්තේ තල මාලාවකින් වන අතර එමඟින් ප්‍රචාලකය භ්‍රමණය වන විට තලවල මුහුණු අතර වේග වෙනසක් ජනනය වන අතර එම නිසා පීඩන වෙනසක් (බර්නූලි ආචරණය) වේ. පීඩන වෙනස මගින් බෝට්ටුව තල්ලු කරන ප්‍රචාලකයේ තලයට ලම්බකව තෙරපුම් බලයක් නිපදවයි. රූපය 7 බලන්න.

පිහිනුම්:

පිහිනීමේදී ඔබේ දෑත් චලනය කරන විට, අත්ල සහ අත් පිටුපස පීඩන වෙනසක් ඇත. අතේ, ජලය අඩු වේගයකින් හා අධි පීඩනයෙන් (බර්නූලිගේ මූලධර්මය) ගමන් කරන අතර එය “සෝපාන බලයක්” ඇති කරයි. එය අත්ල සහ පිටුපස පිටුපස ඇති පීඩන වෙනස මත රඳා පවතී. 8 වන රූපය බලන්න.

බර්නූලිගේ මූලධර්මය සඳහා සමීකරණය

චලනයේ තරල ගණිතමය වශයෙන් විශ්ලේෂණය කිරීමට බර්නූලිගේ සමීකරණය අපට ඉඩ දෙයි. ගණිතමය වශයෙන් බලශක්ති සංරක්ෂණය මත පදනම්ව බර්නූලිගේ මූලධර්මය පැන නගින්නේ, ශක්තිය නිර්මාණය වී හෝ විනාශ නොවන බවත්, එය වෙනත් වර්ගයක ශක්තියක් බවට පරිවර්තනය වන බවත්ය. චාලක, විභව සහ ප්‍රවාහ ශක්තිය සලකනු ලැබේ:

• චාලක විද්‍යාව: එය තරලයේ වේගය හා ස්කන්ධය මත රඳා පවතී
• විභවය: යොමු මට්ටමකට සාපේක්ෂව උස නිසා
• ප්රවාහය හෝ පීඩනය: පයිප්පයේ ගමන් කරන විට තරලයේ අණු මගින් ගෙන යන ශක්තිය. 9 වන රූපය බලන්න.

තරලයක චලනය වන මුළු ශක්තිය වන්නේ ප්‍රවාහ පීඩනයේ ශක්තිය, චාලක ශක්තිය හා විභව ශක්තියයි. බලශක්ති සංරක්ෂණය පිළිබඳ නීතිය අනුව, පයිප්පයක් හරහා තරලයක ශක්තිය ආදාන සහ පිටවන ස්ථානයට සමාන වේ. ආරම්භක අවස්ථාවේ දී, පයිප්පයේ ආදාන දී ඇති ශක්තීන්ගේ එකතුව, පිටවන ස්ථානයේ ඇති ශක්තීන්ගේ එකතුවට සමාන වේ. [1]. 10 වන රූපය බලන්න.

බර්නූලි සමීකරණයේ සීමාවන්

• එය වලංගු වන්නේ නොගැලපෙන තරල සඳහා පමණි.
• එය පද්ධතියට බලය එකතු කරන උපාංග සැලකිල්ලට නොගනී.
• තාප හුවමාරුව සැලකිල්ලට නොගනී (මූලික සමීකරණයේදී).
• මතුපිට ද්රව්ය සැලකිල්ලට නොගනී (iction ර්ෂණ පාඩු නොමැත).

ව්යායාම

නිවසක දෙවන මහල වෙත ජලය ගෙන ඒම සඳහා, රූපයේ 11 හි පෙන්වා ඇති ආකාරයට පයිප්පයක් භාවිතා කරනු ලැබේ.පිරියේ සිට මීටර් 3 ක් ඉහළින් පිහිටා ඇති පයිප්පයේ පිටවීමේදී ජලයේ ප්‍රවේගය මීටර් 5 කි. 50.000 s ට සමාන පීඩනයක් සහිතව, ජලය පොම්ප කළ යුතු වේගය හා පීඩනය කුමක් විය යුතුද? රූප සටහන 10 හි ජල ආදාන ලක්ෂ්‍යය 1 ලෙස ද පටු පයිප්පයේ ජල පිටවීම ලක්ෂ්‍ය 2 ලෙස ද සලකුණු කර ඇත.

විසඳුම

ප්‍රවේගය v1 තීරණය කිරීම සඳහා, නල ඇතුල්වීමේදී අඛණ්ඩතාව සමීකරණය භාවිතා කරයි. රූපය 12 බලන්න.

1 වන රූපයේ දැක්වෙන පරිදි, බර්නූලි සමීකරණය ආදාන P13 හි පීඩනය ගණනය කිරීමට යොදා ගනී.

නිගමනය බර්නූලිගේ මූලධර්මය

චලනයේ තරලයක වේගය වැඩි වන විට එය පීඩනය අඩු කරන බව බර්නූලිගේ මූලධර්මය පවසයි. පයිප්පයේ හරස්කඩ ප්‍රදේශය වෙනස් වන සෑම අවස්ථාවකම ශක්තිය පරිවර්තනය වේ.

බර්නූලිගේ සමීකරණය යනු චලිත තරල සඳහා ශක්තිය සංරක්ෂණය කිරීමේ ප්‍රති ence ලයකි. තරලයේ සමස්ත මාර්ගය පුරාම තරල පීඩනයේ එකතුව, චාලක ශක්තිය හා විභව ශක්තිය නියතව පවතින බව එහි සඳහන් වේ.

මෙම මූලධර්මයට ගුවන් යානා එසවීමේදී හෝ පිහිනීමේදී පුද්ගලයෙකුගේ මෙන්ම තරල ප්‍රවාහනය සඳහා උපකරණ සැලසුම් කිරීමේදී වැනි බොහෝ යෙදුම් ඇත. එහි අධ්‍යයනය සහ අවබෝධය ඉතා වැදගත් වේ.

යොමු කිරීම්

[1] මෝට්, රොබට්. (2006). තරල යාන්ත්‍ර විද්‍යාව. 6 වන සංස්කරණය. පියර්සන් අධ්‍යාපනය
[2]
[3]