伯努利方程试验仪的应用

2021-09-27 17:40:02 admin 1

        伯努利方程是由瑞士物理学家伯努利提出的。它是理想流体稳定流动的基本方程。这对于确定流体中的压力和速度具有重要的现实意义。广泛应用于水利、造船、航空等部门。

        1.伯努利方程的推导

        在稳定流动的理想流体中,流体的粘度被忽略,任何细流管中的液体都符合能量守恒和功能原理。2.同一类管的任意截面伯努利方程

        含义:对于理想流体的稳定流动,同一一流管道中每单位体积流体的动能、势能和压力之和是一种度量。伯努利方程是理想流体稳定流动的基本方程;

        对于实际流体,如果粘度很小,如水、空气、酒精等,可以用伯努利方程来解决实际问题;

        确定流体中的压力和速度具有重要的现实意义,广泛应用于水利、造船、航空等部门。

        应该注意的是,由于伯努利方程是从机械能守恒推导出来的,因此它只适用于粘度可忽略且不可压缩的理想流体。在粘性流体流动中,粘性摩擦由于机械能的消耗而产生热量,机械能不守恒。推广伯努利方程时,应增加机械能损失项。

        2、 应用——伯努利方程的广泛应用

        丹尼尔·伯努利在1726年提出了“伯努利原理”,这是流体动力学的基本方程之一。伯努利方程是理想流体定常流动的动力学方程。在不可压缩流体流动中,忽略粘性损失,流线上任意两点的压力势能、动能和势能之和保持不变。其实质是流体的机械能守恒,即动能+重力势能+压力势能=常数。对于水泵,它是:速度压头+静压头+位置压头=常数。

        最著名的推论是,在等高流动时,流速大,压力小。

        1.翼型升力

        为什么飞机能飞上天空?因为机翼接受向上的升力。飞行中机翼周围空气的流线分布是指机翼横截面形状上下不对称,机翼上方流线密集,流速大;下面的流线稀疏,流速小。根据伯努利方程,机翼上方的压力较小,机翼下方的压力较大。这会在机翼上产生向上的升力。

        2.离心式水泵

        泵壳收集每个叶片喷出的液体。这些液体沿着蜗壳形通道的逐渐膨胀方向在泵壳中流动。流量逐渐减小,压力逐渐增大,从而将流体的动能(速度头)转化为静压能(静压头),减少能量损失。因此,泵壳的功能不仅是收集液体,而且是能量转换装置。

        3.消防炮

        消防泵作用于水或泡沫液等液体介质,获取能量后输送至消防炮,消防炮和炮管的流道逐渐减小。因此,液体流速逐渐增大,压力逐渐降低,从而将液体的静压能(静压头)转化为动能(速头),以获得高速水流,最终消防炮的水射流将达到理想范围。

        4.文丘里流量计

        文丘里流量计是一种测量流体压差的装置。这是一个先收缩然后逐渐膨胀的管道。在收缩段直管段的第1段和第2段,测量静压差和两段的面积,并使用伯努利方程计算通过管道的流量。应注意的是,由于收缩段中的能量星损失远小于膨胀段中的能量星损失,因此无需使用膨胀段中的压力来计算流量,以免增加误差。

        

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