 |
Истолкование уравнения Д.Бернулли. Его практическое применение
|
|
|
|
Для определения геометрического смысла уравнения Д.Бернулли определим размерность каждого его слагаемого.
Все члены уравнения имеют линейную размерность.
- Первый член
z - характеризует высоту положения струйки потока жидкости над горизонтальной плоскостью (линией или плоскостью сравнения). Величина z называется геометрической высотой положения или геометрическим напором.
- Второй член 
также имеет линейную размерность и называется пьезометрической высотой или пьезометрическим напором, соответствующим давлению (абсолютному или избыточному).
- Третий член уравнения
показывает высоту, на которую при отсутствии сопротивлений поднялся бы столб жидкости, если бы он двигался вертикально вверх со скоростью v. Его называют скоростной высотой или скоростным напором.
Геометрический смысл уравнения Д. Бернулли (для реальной жидкости): напорная линия по длине потока всегда понижается, так как часть энергии потока жидкости тратится на преодоление гидравлических сопротивлений:
- линейных (межмолекулярное трение и трение жидкости о внутренние стенки трубопровода по всей длине потока) и
- местных (при изменении конфигурации потока).
Каждый член уравнения Бернулли можно представить в виде отрезка определенной длины.
Отсюда вытекает геометрический смысл уравнения для идеальной жидкости: для установившегося движения идеальной несжимаемой жидкости сумма трех высот - геометрической, пьезометрической и скоростной – величина постоянная или сумма трех напоров - геометрического, пьезометрического и скоростного – есть величина постоянная.
Эту сумму называют гидродинамическим напором.
Если от горизонтальной плоскости (плоскости сравнения) вверх отложить геометрическую, пьезометрическую и скоростную высоты, соединить концы полученных отрезков по длине потока жидкости, то получим горизонтальную линию, которую называют напорной.
|
|
|
Соединив концы отрезков пьезометрических высот, получим пьезометрическую линию.
Уравнение Бернулли с энергетической точки зрения представляют как сумму удельной кинетической и удельной потенциальной энергий в любом сечении потока при установившемся движении жидкости, а четвертый член уравнения hw - как потерю механической энергии на преодоление сил трения при перемещении единицы массы жидкости от сечения 1-1 ксечению 2-2.
Примеры применения уравнения Д.Бернулли.
Схема трубки Вентури.
Схема инжектора «Вентури».
Скруббер «Вентури» [7] —
устройство для очистки газов от примесей.
Спиральные лопатки вокруг выходных отверстий заводских труб устанавливаются с той же целью: направляют ветер вокруг и над отверстием трубы и способствуют белее эффективному выбросу отработанных газов.
Дефлекторы.
Потоки воздуха ударяются в наружную поверхность дефлектора, обтекают его и создают разрежение воздуха. Это значительно увеличивает тягу в дымоходе (до 20%) [9].
Почему самолеты, весом несколько сот тонн, разгоняются и отрываются от взлетно-посадочной полосы, устремляясь ввысь?
Почему происходит подъем и распыление жидкости в пульверизаторе?
Трубка Пито и pасходомер Вентури.
Литература
1. Лапшев Н. Н. Гидравлика. – М.: Изд-во «Академия/Academia», 2007 г. –272 с.
2. Кононов А.А., Кобзов Д.Ю., Кулаков Ю.Н., Ермашонок С.М. Основы гидравлики: Курс лекций. – Братск: ГОУВПО «БрГТУ». – 2004. – 92 с.
3. Ухин Б.В., Гусев А.А. Гидравлика. – М.: Изд-во ИНФРА-М, 2010 г. –432 с.
4. Малашкина В.А., Ушаков К.З. Гидравлика. – М.: Изд-во Горная книга, 2009 г. –414 с.
|
|
|
5.Башта Т.М., Руднев С.С., Некрасов Б.Б. и др. Гидравлика, гидромашины и гидроприводы. - М.: Машиностроение, 1982. -423 с.
6. Одномерный поток. Большая энциклопедия нефти и газа. URL: http://www.ngpedia.ru/id298931p1.html (дата обращения 06.02.2017 г.).
7. Скруббер Вентури. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/ (дата обращения 13.02.2017 г.).
8. Коагуляция. Словари и энциклопедии на Академике. URL: http://dic.academic.ru/dic.nsf/bse/163528/ (дата обращения 14.02.2017 г.).
9.Трубы для дымоходов. URL: http://stroy-banya.com/delaem_pech/deflektor-na-dymoxod.html (дата обращения 13.02.2017 г.).
10. Эффект земной подушки. URL: http://www.autocentre.ua/ac/ service/autofaq/effekt-zemnoy-podushki-233.html (дата обращения 25.01.2017).
11. Основы гидродинамики. URL: http://gidravl.narod.ru/osnovdin.html (дата обращения 25.01.2017).
|
|
|
