Принсипҳои BERNOULLI - Машқҳо

Донишманд Даниэл Бернулли соли 1738 принсиперо ба миён гузоштааст, ки номи ӯро дорад, ки муносибати суръати моеъ ва фишори онро ҳангоми ҳаракат дар моеъ муқаррар мекунад. Моеъҳо дар қубурҳои танг суръат мегиранд.

Он инчунин пешниҳод мекунад, ки барои ҳаракати моеъ дар ҳаракат, энергия ҳар дафъа тағир ёбад ва масоҳати буриши қубур тағир ёбад ва дар муодилаи Бернулли муносибати математикии байни шаклҳои энергияро пешниҳод кунад, ки моеъ дар ҳаракат пешниҳод мекунад.

Истифодаи принсипи Бернулли дорои барномаҳои гуногуни маишӣ, тиҷорӣ ва саноатӣ мебошад, ба монанди дудбаро, дорупошакҳои ҳашарот, ченкунакҳо, найчаҳои Вентури, карбюраторҳои муҳаррикҳо, пиёлаҳои обкашӣ, ҳавопаймоҳо, озонаторҳои об, таҷҳизоти дандонпизишкӣ ва ғайра. Он барои омӯзиши гидродинамика ва механикаи моеъ асос мебошад.

Мафҳумҳои асосӣ барои фаҳмидани принсипҳои Бернулли

Ман онҳоро даъват кардамБиёед мақолаи Гармии Қонуни Ҷоул "Барномаҳо - машқҳо"

Моеъ:

Маҷмӯи молекулаҳои ба таври тасодуфӣ тақсимшуда, ки бо қувваҳои заифи муттаҳид ва бо қувваҳои аз ҷониби деворҳои контейнер бе ҳаҷми муқарраршуда якҷоя мешаванд. Ҳам моеъ ва ҳам газ моеъ ҳисобида мешаванд. Дар омӯзиши рафтори моеъҳо, одатан омӯзиши моеъҳо дар ҳолати оромӣ (гидростатикӣ) ва моеъҳо дар ҳаракат (гидродинамика) гузаронида мешавад. Ба расми 1 нигаред.

Мо шуморо барои дидани мақола даъват мекунем Принсипҳои термодинамикӣ

Масса:

Ченаки инерсия ё муқовимат барои тағир додани ҳаракати ҷисми моеъ. Андозаи миқдори моеъ, он бо кг чен карда мешавад.

Вазн:

Қуввае, ки моеъ бо амали вазнинӣ ба замин ҷалб карда мешавад. Он бо N, lbm.ft / s чен карда мешавад².

Зичӣ:

Миқдори масса барои воҳиди ҳаҷми модда. Он бо кг / м чен карда мешавад³.

Ҷараён:

Ҳаҷм барои воҳиди вақт, ба м3 / с.

Фишор:

Миқдори қуввае, ки ба майдони воҳиди модда ё ба сатҳи расонида мешавад. Он дар қатори воҳидҳои дигар бо Паскал ё psi чен карда мешавад.

Часпакӣ:

Муқовимати ҷараёни моеъҳо, аз сабаби носозии дохилӣ. Ҳар қадар часпакӣ зиёд бошад, ҷараён камтар мешавад. Он аз фишор ва ҳарорат фарқ мекунад.

Қонуни сарфаи энергия:

Энергетика на офарида мешавад ва на нобуд карда мешавад, ба намуди дигари энергия мубаддал мешавад.

Муодилаи муттасилӣ:

Дар лӯлаи диаметри гуногун, бо ҷараёни доимӣ байни минтақаҳо ва суръати моеъ вобастагӣ мавҷуд аст. Суръатҳо ба қитъаҳои буриши қубур мутаносиби баръакс доранд. [1]. Ба расми 2 нигаред.

Принсипи Бернулли

Изҳороти принсипи Бернулли

Принсипи Бернулли робитаи байни суръат ва фишори моеъи ҳаракатшударо муқаррар мекунад. Принсипи Бернулли мегӯяд, ки дар ҳаракат дар моеъ, ҳангоми зиёд шудани суръати моеъ, фишор кам мешавад. Нуқтаҳои суръати баландтар фишори камтар доранд. [ду]. Ба расми 2 нигаред.

Вақте ки моеъ тавассути қубур ҳаракат мекунад, агар қубур коҳиш (диаметри хурдтар) дошта бошад, моеъ бояд суръати худро барои нигоҳ доштани ҷараён афзоиш диҳад ва фишори он кам мешавад. Ба расми 4 нигаред.

Истифодаи принсипи Бернулли

Карбюратор:

Дастгоҳ, дар муҳаррикҳои бо бензин коркунанда, ки дар он ҳаво ва сӯзишворӣ омехта шудаанд. Ҳангоми аз халқи дроссел гузаштани ҳаво фишори он кам мешавад. Бо ин коҳиши фишор бензин ба ҷорист шурӯъ мекунад, дар чунин фишори паст вай бухор мешавад ва бо ҳаво омехта мешавад. [3]. Ба расми 5 нигаред.

Тайёраҳо:

Барои парвози ҳавопаймоҳо болҳо тавре сохта шудаанд, ки қуввае бо номи "бардоред" тавлид шуда, фарқи фишор байни қисми болоӣ ва поёнии болҳоро ба вуҷуд оварад. Дар расми 6 шумо метавонед яке аз тарҳҳои болҳои тайёраҳоро бинед. Ҳавое, ки аз зери боли ҳавопаймо мегузарад, ба ҷудо шудан фишори зиёдтар мекунад, дар ҳоле, ки ҳаво аз болои бол мегузарад масофаи бештар ва суръати бештарро тай мекунад. Азбаски фишори баланд дар зери бол аст, қувваи бардоранда натиҷа медиҳад, ки болро боло мебарад.

Винти киштӣ:

Ин як дастгоҳест, ки ба ҳайси ҳезакунанда дар киштиҳо истифода мешавад. Винтҳо аз як қатор кордҳо иборатанд, то тавре ки ҳангоми чарх задани винт фарқи суръат байни чеҳраҳои кордҳо ва аз ин рӯ фарқи фишор ба вуҷуд меояд (эффекти Бернулли). Ал.Фарқияти фишор қувваи ҷаззобро ба самти ҳаво, ки заврақро перпендикуляр аст, ба вуҷуд меорад. Ба расми 7 нигаред.

Шиноварӣ:

Вақте ки шумо ҳангоми шиноварӣ дастҳоятонро ҳаракат медиҳед, байни хурмо ва пушти даст фарқи фишор ба назар мерасад. Дар кафи даст, об бо суръати паст ва фишори баланд мегузарад (принсипи Бернулли), ки «қувваи бардоранда» -ро ба вуҷуд меорад, ки ба фарқи фишори байни хурмо ва пушти даст вобаста аст. Ба расми 8 нигаред.

Муодила барои принсипи Бернулли

Муодилаи Бернулли ба мо имкон медиҳад, ки моеъҳоро дар ҳаракат математикӣ таҳлил намоем. Принсипи Бернулли, аз ҷиҳати математикӣ, дар асоси ҳифзи энергия ба вуҷуд меояд, ки дар он гуфта мешавад, ки энергия ба вуҷуд намеояд ё нобуд намешавад, он ба намуди дигари энергия мубаддал мешавад. Энергияи кинетикӣ, потенсиал ва ҷараён ба назар гирифта мешаванд:

• Кинетика: ки ба суръат ва массаи моеъ вобаста аст
• Потенсиал: бо сабаби баландӣ, нисбат ба сатҳи истинод
• Ҷараён ё фишор: энергияе, ки молекулаҳои моеъ ҳангоми ҳаракат дар қубур мебаранд. Ба расми 9 нигаред.

Энергияи куллие, ки моеъ дар ҳаракат дорад, ҷамъи энергияи фишори ҷараён, энергияи кинетикӣ ва энергияи потенсиал мебошад. Тибқи қонуни ҳифзи энергия, энергияи моеъ тавассути қубур ба даромад ва баромад баробар аст. Ҷамъи энергияҳо дар нуқтаи ибтидоӣ, дар вуруди қубур, ба ҳосили энергияҳои дар баромад баромадан баробар аст. [1]. Ба расми 10 нигаред.

Маҳдудиятҳои муодилаи Бернулли

• Он танҳо барои моеъҳои фишурдашуда эътибор дорад.
• Он дастгоҳҳоеро, ки ба система қудрат илова мекунанд, ба назар намегирад.
• Интиқоли гармӣ ба назар гирифта намешавад (дар муодилаи асосӣ).
• Маводи рӯизаминӣ ба назар гирифта намешавад (Талафоти соиш вуҷуд надорад).

Таҷҳизот

Барои ба қабати дуюми хона расонидани об, қубуре, ки дар расми 11 нишон дода шудааст, истифода мешавад.Мувофиқи орзу дар қубур, ки аз замин 3 метр баландтар аст, об суръати 5 м дорад / с, бо фишор ба 50.000 Па баробар аст Суръат ва фишоре, ки бояд бо он бароварда шавад, чӣ гуна бояд бошад? Дар расми 10 вуруди об ҳамчун нуқтаи 1 ва баромади об дар қубури тангтар нуқтаи 2 ишора шудааст.

Ҳал

Барои муайян кардани суръати v1, дар даромадгоҳи қубур муодилаи муттасилӣ истифода мешавад. Ба расми 12 нигаред.

Муодилаи Бернулли барои ҳисоб кардани фишор дар даромадгоҳи P1, тавре ки дар расми 13 нишон дода шудааст, истифода мешавад.

ХУЛОСА аз принсипи Бернулли

Принсипи Бернулли қайд мекунад, ки ҳангоми ҳаракат дар моеъ, вақте суръати афзоиш меёбад, фишор ҳамон қадар пасттар мешавад. Энергия ҳар дафъа тағир меёбад, ки масоҳати буриши қубур тағир ёбад.

Муодилаи Бернулли натиҷаи нигоҳдории энергия барои моеъҳо дар ҳаракат мебошад. Дар он гуфта мешавад, ки ҷамъи фишори моеъ, энергияи кинетикӣ ва энергияи потенсиал, дар тамоми роҳи моеъ доимӣ боқӣ мемонад.

Ин принсип истифодаи гуногун дорад, аз қабили лифтҳои ҳавопаймо ё шахс ҳангоми шиноварӣ, инчунин тарроҳии таҷҳизот барои интиқоли моеъҳо, аз ҷумла бисёр чизҳои дигар, омӯзиш ва фаҳмиши он аҳамияти калон дорад.

АДАБИЁТ

[1] Мотт, Роберт. (2006). Механикаи моеъ. Нашри 6 Таълимоти Pearson
[2]
[3]