BERNOULLI tamoyillari - mashq qilish

Olim Deniel Bernulli 1738 yilda ushbu harakatga asos solgan va uning ismi bilan atalgan, bu suyuqlik harakatlanayotganda suyuqlik tezligi va uning bosimi munosabatlarini o'rnatadi. Suyuqliklar tor quvurlarda tezligini oshirishga moyildirlar.

Shuningdek, u harakatlanayotgan suyuqlik uchun har safar quvurning tasavvurlar maydoni o'zgarganda energiya o'zgarishini, Bernulli tenglamasida, harakatdagi suyuqlik ko'rsatadigan energiya shakllari orasidagi matematik munosabatni taklif qiladi.

Bernulli printsipidan foydalanish turli xil maishiy, tijorat va sanoat dasturlariga ega, masalan, bacalar, hasharotlar purkagichlari, oqim o'lchagichlari, Venturi naychalari, dvigatel karbüratörleri, assimilyatsiya stakanlari, samolyot ko'targichlari, suv ozonatorlari, stomatologik uskunalar va boshqalar. U gidrodinamikani va suyuqlik mexanikasini o'rganish uchun asosdir.

ASOSIY tushunchalar Bernulli asoslarini tushunish

Men ularni taklif qildimNing maqolasini ko'rib chiqamiz Joule qonunining issiqligi "Amaliy mashqlar"

Suyuqlik:

Zaif birlashuvchi kuchlar va idishning devorlari ta'sir qiladigan kuchlar ta'sirida aniqlangan hajmsiz bir-biriga bog'langan tasodifiy taqsimlangan molekulalar to'plami. Ham suyuqlik, ham gazlar suyuqlik hisoblanadi. Suyuqliklarning xatti-harakatlarini o'rganishda, odatda, dam olish holatidagi (gidrostatik) suyuqliklarni va harakatdagi (gidrodinamikani) suyuqliklarni o'rganish amalga oshiriladi. 1-rasmga qarang.

Sizni maqolani ko'rishga taklif qilamiz Termodinamik tamoyillar

Massa:

Suyuqlik tanasining harakatini o'zgartirish uchun inertsiya yoki qarshilik o'lchovi. Suyuqlik miqdorini o'lchash, u kg bilan o'lchanadi.

Og'irligi:

Suyuqlik tortish kuchi ta'sirida erga tortiladigan kuch. U N, lbm.ft / s bilan o'lchanadi².

Zichlik:

Moddaning birlik hajmiga to'g'ri keladigan massa miqdori. U kg / m bilan o'lchanadi³.

Oqim:

Vaqt birligi uchun hajm, m3 / s.

Bosim:

Moddaning birlik maydoniga yoki yuzaga ta'sir ko'rsatadigan kuch miqdori. Boshqa birliklar qatorida Paskal yoki psi bilan o'lchanadi.

Viskozite:

Ichki ishqalanish tufayli suyuqlik oqimiga qarshilik. Viskozite qanchalik yuqori bo'lsa, oqim past bo'ladi. Bu bosim va harorat bilan farq qiladi.

Energiyani tejash to'g'risidagi qonun:

Energiya yaratilmaydi va yo'q qilinmaydi, u boshqa energiya turiga aylanadi.

Uzluksizlik tenglamasi:

Doimiy oqim bilan har xil diametrli quvurda, joylar va suyuqlik tezligi o'rtasida bog'liqlik mavjud. Tezliklar trubaning kesma qismlariga teskari proportsionaldir. [1]. 2-rasmga qarang.

Bernulli printsipi

Bernulli tamoyilining bayonoti

Bernulli printsipi harakatlanayotgan suyuqlikning tezligi va bosimi o'rtasidagi bog'liqlikni o'rnatadi. Bernulli printsipi, harakatlanayotgan suyuqlikda, suyuqlik tezligi oshgani sayin, bosim kamayib borishini aytadi. Yuqori tezlik nuqtalari kamroq bosimga ega bo'ladi. [ikki]. 2-rasmga qarang.

Suyuqlik quvur orqali harakatlanayotganda, agar trubaning qisqarishi (kichikroq diametri) bo'lsa, oqim oqimini ushlab turish uchun suyuqlik tezligini oshirishi kerak va uning bosimi pasayadi. 4-rasmga qarang.

Bernulli printsipidan foydalanish

Karbüratör:

Qurilma, havo va yoqilg'i aralashadigan benzinli dvigatellarda. Havo gaz kelebeği valfından o'tayotganda uning bosimi pasayadi. Ushbu bosimning pasayishi bilan benzin quyila boshlaydi, bunday past bosimda u bug'lanadi va havo bilan aralashadi. [3]. 5-rasmga qarang.

Samolyotlar:

Samolyotlarning parvozi uchun qanotlar shunday qilib ishlab chiqilganki, "ko'tarish" deb nomlangan kuch paydo bo'lib, qanotlarning yuqori va pastki qismlari o'rtasida bosim farqi hosil bo'ladi. 6-rasmda siz samolyot qanotlari dizaynlaridan birini ko'rishingiz mumkin. Samolyot qanoti ostidan o'tgan havo ajralib chiqishga intilib, katta bosim hosil qiladi, qanotdan o'tgan havo esa katta masofani va tezlikni bosib o'tadi. Yuqori bosim qanot ostida bo'lganligi sababli, ko'tarish kuchi natijasida qanot yuqoriga qarab harakatlanadi.

Qayiq pervanesi:

Bu kemalarda yoqilg'ida ishlatiladigan vosita. Vintlar pervaneler aylanayotganda pichoqlar yuzlari orasida tezlik farqi hosil bo'lishiga va shu sababli bosim farqiga (Bernulli effekti) mo'ljallangan bir qator pichoqlardan iborat. Al bosim bosimi farqi qayiqni harakatga keltiruvchi pervanel tekisligiga perpendikulyar bo'lgan surish kuchini hosil qiladi. 7-rasmga qarang.

Suzish:

Suzishda qo'llaringizni harakatga keltirganda, kaft va qo'lning orqa tomoni o'rtasida bosim farqi bor. Qo'lning kaftida suv past tezlikda va yuqori bosimda o'tadi (Bernulli printsipi), bu "ko'tarish kuchi" ni keltirib chiqaradi, bu palma va qo'lning orqa tomoni orasidagi bosim farqiga bog'liq. 8-rasmga qarang.

Bernulli printsipi uchun tenglama

Bernulli tenglamasi harakatdagi suyuqliklarni matematik tahlil qilishga imkon beradi. Bernulli printsipi, energiya yaratishda yoki yo'q qilinmaydi, u boshqa energiya turiga aylanadi, degan energiya tejashga asoslangan holda matematik tarzda paydo bo'ladi. Kinetik, potentsial va oqim energiyasi quyidagilar:

• Kinetika: bu suyuqlikning tezligi va massasiga bog'liq
• Potentsial: balandlik tufayli, mos yozuvlar darajasiga nisbatan
• Oqim yoki bosim: suyuqlik molekulalari quvur bo'ylab harakatlanayotganda tashiydigan energiya. 9-rasmga qarang.

Suyuqlikning harakatga keltiradigan umumiy energiyasi oqim bosimi, kinetik energiya va potentsial energiyasining yig'indisidir. Energiyani tejash qonuni bo'yicha quvur orqali suyuqlik energiyasi kirish va chiqishga teng. Quvurning kirish qismidagi boshlang'ich nuqtadagi energiya yig'indisi chiqishdagi energiya yig'indisiga teng. [1]. 10-rasmga qarang.

Bernulli tenglamasining cheklovlari

• Bu faqat siqilmaydigan suyuqliklar uchun amal qiladi.
• Bu tizimga quvvat qo'shadigan qurilmalarni hisobga olmaydi.
• Issiqlik almashinuvi hisobga olinmaydi (asosiy tenglamada).
• Yuzaki material hisobga olinmaydi (Ishqalanish bo'yicha yo'qotishlar yo'q).

Mashq qilish

Suvni uyning ikkinchi qavatiga olib kelish uchun 11-rasmda ko'rsatilgan quvurdan foydalaniladi, chunki yerdan 3 metr balandlikda joylashgan trubaning chiqish qismida suv 5 m tezlikka ega bo'lishi kerak. / s, bosimi 50.000 Pa ga teng, suv pompalanishi kerak bo'lgan tezlik va bosim qanday bo'lishi kerak? 10-rasmda suv kirish joyi 1-nuqta, torroq trubadagi suv chiqishi 2-nuqta sifatida belgilangan.

Biznes

V1 tezlikni aniqlash uchun trubaning kirish qismida uzluksizlik tenglamasidan foydalaniladi. 12-rasmga qarang.

Bernulli tenglamasi, 1-rasmda ko'rsatilgandek, P13 kirish qismidagi bosimni hisoblash uchun ishlatiladi.

Natijalar Bernulli printsipi

Bernulli printsipida aytilishicha, harakatda bo'lgan suyuqlikda, uning tezligi oshganda, bosim shunchalik past bo'ladi. Quvurning tasavvurlar maydoni o'zgarganda har safar energiya o'zgaradi.

Bernulli tenglamasi harakatdagi suyuqliklar uchun energiyani tejash natijasidir. Unda suyuqlik bosimi, kinetik energiya va potentsial energiya yig'indisi suyuqlikning butun yo'li davomida doimiy bo'lib qolishi aytiladi.

Ushbu printsip samolyotlarni ko'tarishda yoki odamning suzish paytida, shuningdek, suyuqlik tashish uchun uskunalarni loyihalashda va boshqa ko'plab narsalar qatorida uni o'rganish va tushunishda juda muhimdir.

MA'LUMOTLAR

[1] Mott, Robert. (2006). Suyuqlik mexanikasi. 6-nashr. Pearson ta'limi
[2]
[3]