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伯努利方程及其应用.doc

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伯努利方程及其应用.doc

文档介绍

文档介绍:伯努利方程及其应用
摘要:伯努利方程是为了反应理想流体运动中速度、压强等参数之间关系的方程式,伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。并应用伯努利方程解释其在生活中的应用,例如飞机机翼问题,喷油器的质量流量问题等。经过了一个学期的物伯努利方程及其应用
摘要:伯努利方程是为了反应理想流体运动中速度、压强等参数之间关系的方程式,伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。并应用伯努利方程解释其在生活中的应用,例如飞机机翼问题,喷油器的质量流量问题等。经过了一个学期的物理学****我们学****了关于物理的试验方法与结论,而我对流体力学的伯努利方程十分感兴趣,进一步了解了一些实际生活中的应用。
关键词:伯努利方程,理想流体力学,机械能守恒,生活中的应用。 参考文献:百度百科,大学物理教程。
伯努利开辟并命名了流体动力学这一学科,区分了流体静力学与动力学的不同概念。1738年,他发表了十年寒窗写成的《流体动力学》一书。他用流体的压强、密度和流速等作为描写流体运动的基本概念,引入了“势函数”“势能”(“位势提高”)来代替单纯用“活力’讨论,从而表述了关于理想流体稳定流动的伯努利方程,这实质上是机械能守恒定律的另一形式。他还用分子与器壁的碰撞来解释气体压强,并指出,只要温度不变,气体的压强总与密度成正,与体积成反比,用此解释了玻意耳定律。伯努利方程是理想流体定常流动的动力学方程,意为流体在忽略粘性损失的流动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。
理想正压流体在有势体积力作用下作定常运动时,运动方程(即欧拉方程)沿流线积分而得到的表达运动流体机械能守恒的方程。。对于重力场中的不可压缩均质流体 ,方程为p+ρgh+(1/2)*ρv^2=c 式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;h为铅垂高度;g为重力加速度;c为常量。
上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρgh和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即总能量守恒。但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。对于气体,可忽略重力,方程简化为p+(1/2)*ρv ^2,常量(p0),各项分别称为静压 、动压和总压。显然 ,流动中速度增大,压强就减小;速度减小, 压强就增大;速度降为零,压强就达到最大(理论上应等于总压)。飞机机翼产生举力,就在于下翼面速度低而压强大,上翼面速度高而压强小 ,因而合力向上。 据此方程,测量流体的总压、静压即可求得速度,成为皮托管测速的原理。在无旋流动中,也可利用无旋条件积分欧拉方程而得到相同的结果但涵义不同,此时公式中的常量在全流场不变,表示各流线上流体有相同的总能量,方程适用于全流场任意两点之间。在粘性流动中,粘性摩擦力消耗机械能而产生热,机械能不守恒,推广使用伯努利方程时,应加进机械能损失项。 图为验证伯努利方程的空气动力实验。
补充:p1+1/2ρv1^2+ρgh1=p2+1/2ρv2^2+ρgh2(1)
p+ρgh+(1/2)*ρv^2=常量 (2)
均为伯努利方程
其中ρv^2/2项与流速有关,称为动压强,而p和ρgh称为静压强。
伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。