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伯努利微分方程公式(伯努利微分方程)
大家好,我是小夏,我來為大家解答以上問題。伯努利微分方程公式,伯努利微分方程很多人還不知道,現在讓我們一起來看看吧!
伯努利方程
科技名詞
中文名稱:伯努利方程 英文名稱:Bernoulli’s equation
定義:反映理想流體運動中速度、壓強等參數之間關系的方程式。
應用學科:航空科技(一級學科);飛行原理(二級學科) 以上內容由全國科學技術名詞審定委員會審定公布
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伯努利方程是理想流體定常流動的動力學方程,意為流體在忽略粘性損失的流動中,流線上任意兩點的壓力勢能、動能與位勢能之和保持不變。
目錄
流體力學中的物理方程
舉例
編輯本段流體力學中的物理方程
理想正壓流體在有勢體積力作用下作定常運動時,運動方程(即歐拉方程)沿流線積分而得到的表達運動流體機械能守恒的方程。因著名的瑞士科學家D.伯努利于1738年提出而得名。對于重力場中的不可壓縮均質流體 ,方程為p+ρgh+(1/2)*ρv^2=c 式中p、ρ、v分別為流體的壓強、密度和速度;h為鉛垂高度;g為重力加速度;c為常量。
上式各項分別表示單位體積流體的壓力能 p、重力勢能ρgh和動能(1/2)*ρv ^2,在沿流線運動過程中,總和保持不變,即總能量守恒。但各流線之間總能量(即上式中的常量值)可能不同。對于氣體,可忽略重力,方程簡化為p+(1/2)*ρv ^2=常量(p0),各項分別稱為靜壓 、動壓和總壓。顯然 ,流動中速度增大,壓強就減小;速度減小, 壓強就增大;速度降為零,壓強就達到最大(理論上應等于總壓)。飛機機翼產生舉力,就在于下翼面速度低而壓強大,上翼面速度高而壓強小 ,因而合力向上。 據此方程,測量流體的總壓、靜壓即可求得速度,成為皮托管測速的原理。在無旋流動中,也可利用無旋條件積分歐拉方程而得到相同的結果但涵義不同,此時公式中的常量在全流場不變,表示各流線上流體有相同的總能量,方程適用于全流場任意兩點之間。在粘性流動中,粘性摩擦力消耗機械能而產生熱,機械能不守恒,推廣使用伯努利方程時,應加進機械能損失項[1]。 圖為驗證伯努利方程的空氣動力實驗。 補充:p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2(1)
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 (2)
均為伯努利方程 其中ρv^2/2項與流速有關,稱為動壓強,而p和ρgh稱為靜壓強。 伯努利方程揭示流體在重力場中流動時的能量守恒。 由伯努利方程可以看出,流速高處壓力低,流速低處壓力高。
編輯本段舉例
圖II.4-3為一噴油器,已知進口和出口直徑D1=8mm,喉部直徑D2=7.4mm,進口空氣壓力p1=0.5MPa,進口空氣溫度T1=300K,通過噴油器的空氣流量qa=500L/min(ANR),油杯內油的密度ρ=800kg/m。問油杯內油面比喉部低多少就不能將油吸入管內進行噴油? 解: 由氣體狀態方程,知進口空氣密度ρ=(p1+Patm)/(RT1)=(0.5+0.1)/(287*300)kg/m=6.97kg/m 求通過噴油器的質量流量 qm=ρa*qa=(1.185*500*10^-3)/60=0.009875kg/s 求截面積1和截面積2處的平均流速: u1=qm/(ρ1A1)=[0.009875/(6.97*0.785*0.008^2)]m/s=28.2m/s u2=qm/(ρ2A2)=[0.009875/(6.97*0.785*0.0074)]m/s=32.9m/s 由伯努利方程可得 p1-p2=0.5*ρ1(u2^2-u1^2)=0.5*6.97(32.9^2-28.2^2)pa=1200.94pa 吸油管內為靜止油液,若能吸入喉部,必須滿足: p1-p2≥ρgh h≤(p1-p2)/ρg=1200.94/(800*9.8)m=0.153m 故 說明油杯內油面比喉部低153mm以上便不能噴油。
參考資料
1
伯努利方程
http://www.souezu.cn/Item/49090.aspx
本文到此講解完畢了,希望對大家有幫助。