写出伯努利方程的推导过程(伯努利方程根据什么原理推得)

|2023/5/15 23:27:57|浏览:164|类型:教育

写出伯努利方程的推导过程(伯努利方程根据什么原理推得)

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1.伯努利方程(Bernoulli equation) 理想正压流体在有势彻体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。

2.因著名的瑞士科学家D.伯努利于1738年提出而得名。

3. 对于重力场中的不可压缩均质流体 ,方程为 p+ρgz+(1/2)*ρv^2=C 式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;z 为铅垂高度;g为重力加速度。

4. 上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρg z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。

5.但各流线之间总能量(即上式中的常量值)可能不同。

6.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。

7.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)。

8.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。

9. 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。

10.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。

11.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。

12. 图为验证伯努利方程的空气动力实验。

13. 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项和流速有关,称为动压强,而p和ρgh称为静压强。

14. 伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。

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