1、 理論第一部分伯努利方程:
伯努利方程是由瑞士物理學(xué)家伯努利提出的。它是理想流體穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程。這對(duì)于確定流體中的壓力和速度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。廣泛應(yīng)用于水利、造船、航空等部門(mén)。
1.能量方程實(shí)驗(yàn)儀的推導(dǎo)
在穩(wěn)定流動(dòng)的理想流體中,流體的粘度被忽略,任何細(xì)流管中的液體都符合能量守恒和功能原理。
2.同一流管內(nèi)任意截面的伯努利方程
意思:對(duì)于理想流體的穩(wěn)定流動(dòng),在同一流量管中的任何位置,每單位體積流體的動(dòng)能、勢(shì)能和壓力之和是一個(gè)量度。
伯努利方程是理想流體穩(wěn)定流動(dòng)的基本方程;
對(duì)于實(shí)際流體,如果粘度很小,如水、空氣、酒精等,可以用伯努利方程來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題;
確定流體中的壓力和速度具有重要的現(xiàn)實(shí)意義,廣泛應(yīng)用于水利、造船、航空等部門(mén)。
應(yīng)該注意的是,由于伯努利方程是從機(jī)械能守恒推導(dǎo)出來(lái)的,因此它只適用于粘度可忽略且不可壓縮的理想流體。在粘性流體流動(dòng)中,粘性摩擦由于機(jī)械能的消耗而產(chǎn)生熱量,機(jī)械能不守恒。推廣伯努利方程時(shí),應(yīng)增加機(jī)械能損失項(xiàng)。
2、 應(yīng)用-伯努利方程應(yīng)用廣泛
丹尼爾·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”,這是流體動(dòng)力學(xué)的基本方程之一。伯努利方程是理想流體定常流動(dòng)的動(dòng)力學(xué)方程。在不可壓縮流體流動(dòng)中,忽略粘性損失,流線上任意兩點(diǎn)的壓力勢(shì)能、動(dòng)能和勢(shì)能之和保持不變。其實(shí)質(zhì)是流體的機(jī)械能守恒,即動(dòng)能+重力勢(shì)能+壓力勢(shì)能=常數(shù)。對(duì)于水泵,它是:速度壓頭+靜壓頭+位置壓頭=常數(shù)。
最著名的推論是,在等高流動(dòng)時(shí),流速大,壓力小。
1.翼型升力
為什么飛機(jī)能飛到天堂?因?yàn)闄C(jī)翼接受向上的升力。飛行中機(jī)翼周圍空氣的流線分布是指機(jī)翼橫截面形狀上下不對(duì)稱,機(jī)翼上方流線密集,流速大;下面的流線稀疏,流速小。根據(jù)伯努利方程,機(jī)翼上方的壓力較小,機(jī)翼下方的壓力較大。這會(huì)在機(jī)翼上產(chǎn)生向上的升力。
2.離心式水泵
泵殼收集每個(gè)葉片噴出的液體。這些液體沿著蝸殼形通道的逐漸膨脹方向在泵殼中流動(dòng)。流量逐漸減小,壓力逐漸增大,從而將流體的動(dòng)能(速度頭)轉(zhuǎn)化為靜壓能(靜壓頭),減少能量損失。因此,泵殼的功能不僅是收集液體,而且是能量轉(zhuǎn)換裝置。
3.消防炮
消防泵作用于水或泡沫液體等液體介質(zhì)上,將能量傳遞給消防炮,消防炮和炮管的流道逐漸減小,液體流速逐漸增大,壓力逐漸減小,從而產(chǎn)生靜水壓能(靜水壓頭)液體的速度可以轉(zhuǎn)化為動(dòng)能(速度頭),從而獲得高速水流。最后,來(lái)自消防炮的水射流將達(dá)到理想范圍。
4.文丘里流量計(jì)
文丘里流量計(jì)是一種測(cè)量流體壓差的裝置。這是一個(gè)先收縮然后逐漸膨脹的管道。在收縮段直管段的第1段和第2段,測(cè)量?jī)啥蔚撵o壓差和面積,通過(guò)伯努利方程計(jì)算管道流量。應(yīng)注意的是,由于收縮段中的能量損失遠(yuǎn)小于膨脹段中的能量損失,因此不能使用膨脹段中的壓力來(lái)計(jì)算流量,以免增加誤差。

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