БЕРНОУЛЛИ Принципи - вежбе

Научник, Даниел Берноулли, покренуо је 1738. године принцип који носи његово име, а којим се утврђује однос брзине течности и притиска који она врши када је течност у покрету. Течности се убрзавају у уским цевима.

Такође се предлаже да се, за флуид у покрету, енергија трансформише сваки пут када се промени површина попречног пресека цеви, представљајући у Бернулијевој једначини математички однос између облика енергије који флуид у покрету представља.

Употреба Берноуллијевог принципа има широку палету примена у домаћинству, комерцијалној и индустријској примени, као што су димњаци, спрејеви против инсектицида, мерачи протока, Вентуријеве цеви, карбуратори мотора, усисне чаше, подизање авиона, озонатори воде, зубарска опрема, између осталог. То је основа за проучавање хидродинамике и механике флуида.

ОСНОВНИ ПОЈМОВИ да разуме Бернулијеве Принципе

Позвао сам ихПогледајмо чланак од Врлина Јоуле-овог закона „Примене - вежбе“

Флуид:

Скуп насумично распоређених молекула који се држе заједно слабим кохезивним силама и силама које врше зидови контејнера, без дефинисане запремине. И течност и гасови се сматрају течностима. У проучавању понашања течности обично се врши проучавање течности у стању мировања (хидростатично) и течности у покрету (хидродинамика). Погледајте слику 1.

Позивамо вас да погледате чланак Термодинамички принципи

Маса:

Мера инерције или отпора за промену кретања течног тела. Мерење количине течности, мери се у кг.

težina:

Сила којом течност гравитацијом привлачи земљу. Измерено је у Н, лбм.фт / с².

Густина:

Количина масе по јединици запремине супстанце. Мери се у кг / м³.

Ток:

Запремина по јединици времена, у м3 / с.

Притисак:

Количина силе која делује на јединицу површине супстанце или на површину. Између осталих јединица мери се у Пасцалима или пси.

Вискозност:

Отпор течности да тече услед унутрашњег трења. Што је вискозност већа, проток је мањи. Варира у зависности од притиска и температуре.

Закон о уштеди енергије:

Енергија се не ствара нити уништава, она се трансформише у другу врсту енергије.

Једначина континуитета:

У цеви различитих пречника, са константним протоком, постоји однос између површина и брзине течности. Брзине су обрнуто пропорционалне површинама попречног пресека цеви. [1]. Погледајте слику 2.

Бернулијев принцип

Изјава о Бернулијевом принципу

Бернулијев принцип успоставља однос између брзине и притиска течности у покрету. Берноуллијев принцип каже да, у флуиду у покрету, како се брзина флуида повећава, притисак опада. Тачке веће брзине имаће мањи притисак. [два]. Погледајте слику 2.

Када се течност креће кроз цев, ако цев има редукцију (мањи пречник), течност мора да повећа брзину да би одржала проток, а притисак јој опада. Погледајте слику 4.

Употребе Бернулијевог принципа

Карбуратор:

Уређај у моторима на бензински погон, где се ваздух и гориво мешају. Како ваздух пролази кроз пригушни вентил, његов притисак се смањује. Са овим смањењем притиска бензин почиње да тече, при тако ниском притиску испарава и меша се са ваздухом. [3]. Погледајте слику 5.

Авиони:

За лет авиона, крила су конструисана тако да се ствара сила која се назива „подизање”, стварајући разлику у притиску између горњег и доњег дела крила. На слици 6 можете видети један од дизајна крила авиона. Ваздух који пролази испод крила летелице тежи да се одвоји стварајући већи притисак, док ваздух који прелази преко крила пређе већу удаљеност и већу брзину. Пошто је високи притисак испод крила, настаје сила подизања која покреће крило према горе.

Бродски пропелер:

То је уређај који се користи као погонско гориво на бродовима. Пропелери се састоје од низа лопатица дизајнираних тако да се приликом окретања пропелера генерише разлика у брзини између површина лопатица, а самим тим и разлика у притиску (Берноулли-јев ефекат). Ал.Разлика притиска ствара силу потиска, окомиту на раван пропелера, који покреће чамац. Погледајте слику 7.

Пливање:

Када померате руке током пливања, постоји разлика у притиску између длана и задњег дела шаке. На длану вода пролази малом брзином и високим притиском (Берноуллијев принцип), стварајући „силу подизања“ која зависи од разлике притиска између длана и задњег дела шаке. Погледајте слику 8.

Једначина за Берноуллијев принцип

Бернулијева једначина омогућава нам математичку анализу течности у покрету. Берноуллијев принцип настаје, математички, заснован на очувању енергије, који каже да се енергија не ствара или уништава, она се трансформише у другу врсту енергије. У обзир се узимају кинетичка, потенцијална и енергија протока:

• Кинетика: што зависи од брзине и масе течности
• Потенцијал: због висине, у односу на референтни ниво
• Проток или притисак: енергија коју носе молекули течности док се крећу дуж цеви. Погледајте слику 9.

Укупна енергија коју течност покреће је збир енергије проточног притиска, кинетичке енергије и потенцијалне енергије. Према Закону о очувању енергије, енергија течности кроз цев једнака је улазу и излазу. Збир енергија у почетној тачки, на улазу у цев, једнак је збиру енергија на излазу. [1]. Погледајте слику 10.

Ограничења Бернулијеве једначине

• Важи само за некомпресибилне течности.
• Не узима у обзир уређаје који додају снагу систему.
• Пренос топлоте се не узима у обзир (у основној једначини).
• Материјал површине се не узима у обзир (нема губитака трења).

Вежбајте

За довод воде на други спрат куће користи се цев попут оне приказане на слици 11. Пожељно је да на излазу из цеви, који се налази 3 метра изнад тла, вода има брзину од 5 м / с, са притиском једнаким 50.000 Па. Колика мора бити брзина и притисак којим се вода мора пумпати? На слици 10 улаз воде означен је као тачка 1, а излаз воде у ужој цеви као тачка 2.

Решење

Да би се одредила брзина в1, користи се једначина континуитета на улазу у цев. Погледајте слику 12.

Берноуллијева једначина ће се користити за израчунавање притиска на улазу П1, као што је приказано на слици 13.

Закључци Берноуллијевог принципа

Берноуллијев принцип каже да је у флуиду у покрету, када се његова брзина повећава, то је нижи притисак који врши. Енергија се трансформише сваки пут када се промени површина попречног пресека цеви.

Бернулијева једначина последица је очувања енергије за течности у покрету. У њему се наводи да сума притиска течности, кинетичке енергије и потенцијалне енергије остаје константна током читавог пута течности.

Овај принцип има вишеструку примену, на пример у подизању авиона или особе приликом пливања, као и у дизајнирању опреме за транспорт течности, између осталог, од великог је значаја његово проучавање и разумевање.

РЕФЕРЕНЦИАС

[1] Мотт, Роберт. (2006). Механика флуида. 6. издање. Пеарсон Едуцатион
[КСНУМКС]
[КСНУМКС]