Các ứng dụng của phương trình Bernoulli
|
PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI VÀ ỨNG DỤNGGVHD: PGS.TS TRẦN ĐÌNH NGHIÊNIII.2. Đo vận tốc chất lỏng. Ống venturiSử dụng ống Venturi [có cấu tạo như hình vẽ] để xác định vận tốc của chất lỏng Khiđó vận tốc của chất lỏng tại tiết diện S được xác định bằng biểu thức sau:Trong đó:: là hiệu áp suất tĩnh: khối lượng riêng của chất lỏng trong ống dẫnS1, S2: diện tích mặt cắt ngang tại vị trí 1 và 2.III.3. Đo vận tốc máy bay nhờ ống Pi tôỐng pitot dùng để đo vận tốc chuyển động của máy bay. Vận tốc được xác định bằngbiểu thứcTrong đó:: khối lượng riêng của chất lỏng: độ chênh lệch mục nước trong 2 nhánh: khối lượng riêng của không khí.HVTH:Trang 8 PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI VÀ ỨNG DỤNGGVHD: PGS.TS TRẦN ĐÌNH NGHIÊNCấu tạo ống pitot dùng để xác định vận tốc của máy bayCác ống pitot trên máy bay dùng để xác định vận tốc của máy bayHVTH:Trang 9 PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI VÀ ỨNG DỤNGGVHD: PGS.TS TRẦN ĐÌNH NGHIÊNIII.4. Các ứng dụng khácIII.4.1. Lực nâng cánh máy bayHình minh họa hình dạng khí động học của cánh máy bay. Do có hình dạng khí độnghọc như vậy nên chuyển động của các dòng không khí phía trên cánh máy bay bao giờ cũnglớn hơn chuyển động của dòng không khí ở dưới cánh dẫn tới áp suất động của phần trêncánh lớn hơn áp suất động ở phần dưới cánh. Theo Định luật Bernoulli tổng áp suất tĩnh vàáp suất động là không đổi => áp suất động tăng thì áp suất tĩnh giảm => phần áp suất tĩnh ởphía dưới cánh máy bay sẽ lớn hơn phần áp suất tĩnh phía trên cánh máy bay, sự trênh lệchvề áp suất tĩnh này tạo ra một lực nâng cánh máy bay lên. Kết hợp với lực đẩy của động cơnhờ đó mà máy bay có khối lượng lên tới cả chục tấn có thể bay lên được.III.4.2. Bộ chế hòa khíHVTH:Trang 10 PHƯƠNG TRÌNH BERNOULLI VÀ ỨNG DỤNGGVHD: PGS.TS TRẦN ĐÌNH NGHIÊNIII.4.3. Bình xịt hoa hay bình phun sơnIII.4.4. Thí nghiệm vật lýThí nghiệm vật lý vui vận dụng Định luật Bernoulli. Sử dụng một máy thổi không khíchuyển động thành dòng bao quanh quả bóng. Do áp suất động bao quanh quả bóng tăng lênlàm áp suất tĩnh giảm xuống. Sự trênh lệch áp suất tĩnh của dòng không khí bao quanh củabóng và áp suất tĩnh phía bên ngoài tạo ra lực đẩy giúp quả bóng chuyển động lơ lửng ởkhông trung mà không rơi xuống.HVTH:Trang 11 Show CÂU 18: TRÌNH BÀY CÁC ỨNG DỤNG CƠ BẢN CỦAPHƯƠNG TRÌNH BERNOULLY.ĐỊNH LUẬT BERNOULLI ĐƯỢC ỨNG DỤNG RẤT NHIỀUTRONG CUỘC SỐNG NHƯ :ĐO ÁP SUẤT TĨNH VÀ ÁP SUẤT TOÀN PHẦN CÙA MỘT DÒNG CHẢY.ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG. ỐNG VEN-TU-RI.ĐO VẬN TỐC MÁY BAY NHỜ ỐNG PITO.MỘT VÀI ỨNG DỤNG KHÁC CỦA ĐỊNH LUẬT BERNOULLI.1. LỰC NÂNG CÁNH MÁY BAY.2. CHẾ TẠO BỘ HÒA KHÍ.3. BÌNH XỊT NƯỚCI.ĐO ÁP SUẤT TĨNH VÀ ÁP SUẤT TOÀN PHẦN.1. Đo Áp Suất Tĩnh.Cách đo: đặt một ống hình trụ hở hai đầu,sao cho miệng ống song song với dòng chảy. ápsuất tĩnh tỉ lệ với độ cao của cột chất lỏng trong ống.2. Đo Áp Suất Toàn Phần.Cách đo: đặt 1 ống hình trụ hở hai đầu một đầu được uốn vuông góc,sao cho miệngống vuông góc với dòng chảy. Giá trị áp suất toàn phần phụ thuộc.II.ĐO VẬN TỐC CHẤT LỎNG, ỐNG VEN-TU-RI. Sơ đồ ống ven-tu-ri1] Cấu tạo:•Một phần có tiết diện,một phần có tiết diệnnhỏ hơn• Một áp kế hình chữ U nối 2 phần và.2] Cơ chế hoạt động:• Khi chất lỏng đi qua ống dẫn gây ra độ chênh lệch mực chất lỏng ở 2đầu áp kế từ đó ta tìm được độ chênh lệch áp suất tĩnh rồi vận tốc củachất lỏng3] Cách đo:• Biết hiệu áp suất tĩnh giữa 2 phần tiết diện.•Cho tiết diệnvà•Vận tốc v tại tiết diện,được tính theo công thức:III.ĐO VẬN TỐC MÁY BAY BẰNG ỐNG PITO. Độ chênh của hai mức thủy ngân trong ống chữ U cho phép ta tính được vận tốccủa dòng không khí tức là vận tốc của máy bay::khối lượng riêng của chất lỏng.: khối lượng riêng của không khí.h: độ chênh lệch mực nước trong 2 nhánh.MỘT VÀI ỨNG DỤNG KHÁC CỦA ĐỊNH LUẬT BERNOULLI.1] Lực nâng cánh máy bay.IV.-Công thức tính áp suất tĩnh:Nếu vật đặt trong không khí có áp suất ở 2 mặt khác nhau.-Biếtvà có chiều hướng lên.-Ở phía trên, các đường dòng nhiều và sít nhau hơn so với ở phía dưới cánh.Vậntốc dòng không khí ở phía trên lớn hơn phía dưới.Do vậy, áp suất tĩnh ở phía trênnhỏ hơn áp suất tĩnh ở phía dưới, tạo ra một lực nâng máy bay [hình vẽ].Trongthực tế cánh máy bay được đặt chếch lên trên tạo nên lực nâng lớn hơn.2] Bộ chế hòa khí [cacbuaratơ].- Đây là một bộ phận dùng để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu cho động cơxăng.-Nguyên lý hoạt động: Xăng trong buồng phao A được giữ mức ngang vớimiệng vòi phun G [giclơ]. Ống hút khí có một đoạn thắt lại tại B. Khikhông khí qua ống, chỗ thắt có vận tốc lớn nên áp suất tĩnh giảm, xăng bịphun ra thành những hạt nhỏ trộn lẫn với không khí.3] Bình xịt nước: ngoài ratrong kĩ thuật và đời sống có các dụng cụ như: lọnước hoa, bình tưới cây, bình phun thuốc trừ sâu... Cũng hoạt động dựa trênnguyên tắc định luật Becnoulli.-Cơ chế hoạt động: Khi ấn cần, đẩy dòng không khí trong ống ra ngoài. Khiqua đoạn ống hẹp, vận tốc tăng, áp suất tĩnh giảm làm hút dòng nước từdưới lên. Và khi qua đoạn ống hẹp dòng nước bị phân tán thành các giọtnhỏ li ti. Hình 1: Ống Venturi.[1] Một số giả thiết
Mô tả ống Venturi Ống Venturi là được dùng để đo lưu lượng chất lỏng qua ống. Ống Venturi gồm có ba thành phần chính:
Hình 2: Cấu trúc ống Venturi. [2] Để xác định được lưu lượng khối chất lỏng, một áp kế được lắp vào ống Venturi sao cho một đầu được gắn vào đường ống tại vị trí thiết diện lớn 1-1 [phía trước của phần hội tụ] và đầu còn lại tại vị trí có thiết diện nhỏ nhất 2-2 [tại cổ ống]. Bên trong ống nhỏ thường chứa chất lỏng, khác với chất lỏng chảy trong ống, có khối lượng riêng lớn chẳng hạn như thủy ngân [13 546 ][3]. Nguyên nhân là do việc sử dụng chất lỏng có khối lượng riêng không đủ lớn như nước [1 000 ] yêu cầu lắp đặt áp kế đo độ chênh cột chất lỏng trong áp kế phải đủ cao điều đó khiến thiết bị đo trở nên cồng kềnh. Thí dụ nếu độ chênh áp suất giữa hai thiết diện 1-1 và 2-2 là 1 thì độ chênh cột nước trong áp kế là 10.33 trong khi nếu chất lỏng được sử dụng trong áp kế là thủy ngân thì độ chênh cột chất lỏng là 0.762 nhỏ hơn rất nhiều so với trường hợp sử dụng nước. [Lập luận ở phần trên chỉ mang tính lý thuyết phục vụ cho hình 2. Trên thực tế, người ta có những thiết bị đo áp suất nhỏ gọn hơn nhiều]. Lưu lượng chất lỏng qua ống Giả sử có dòng chất lỏng chảy qua ống Venturi với vận tốc V1, V2 qua các thiết diện 1-1 và 2-2 với các diện tích lần lượt là A1 và A2. Để xác định được lưu lượng chất lỏng chảy trong ống, phương trình liên tục và phương trình Bernoulli được sử dụng. Phương trình liên tục: Phương trình Bernoulli: Từ phương trình [1] và [2], vận tốc và được xác định như sau: Từ phương trình [3.1], lưu lượng khối của dòng chất lỏng dễ dàng được xác định như sau Trong phương trình [4], lưu lượng khối chỉ được xác định khi độ chênh áp suất tại hai thiết diện 1-1 và 2-2 được xác định. Mối liên hệ giữa độ chênh cột chất lỏng trong thiết bị Venturi và độ chênh áp như sau: Thay thế phương trình [5] vào phương trình [3.1], [3.2], và [4]: Từ phương trình [7], ta rút ra được lưu lượng khối lỏng chảy qua ống tỉ lệ với căn bậc hai của độ chênh cột lỏng trong áp kế ———————————–* * *———————————– Nguồn:
Video liên quan
các Định lý Bernoulli, trong đó mô tả hành vi của một chất lỏng trong chuyển động, đã được nhà toán học và vật lý Daniel Bernoulli đưa ra trong công trình của mình Thủy động lực học. Theo nguyên tắc, một chất lỏng lý tưởng (không có ma sát hoặc độ nhớt) được lưu thông bởi một ống dẫn kín, sẽ có một năng lượng không đổi trong đường đi của nó. Định lý hoàn toàn có thể được suy ra từ nguyên tắc bảo toàn nguồn năng lượng và thậm chí còn từ định luật hoạt động thứ hai của Newton. Ngoài ra, nguyên tắc của Bernoulli cũng nói rằng sự ngày càng tăng tốc độ của chất lỏng có nghĩa là giảm áp lực đè nén mà nó phải chịu, giảm nguồn năng lượng tiềm tàng hoặc cả hai cùng một lúc.  Định lý này có nhiều ứng dụng khác nhau, cả về thế giới khoa học và cuộc sống hàng ngày của con người. Hậu quả của nó hiện hữu trong sức mạnh của máy bay, trong những ống khói của nhà cửa và những ngành công nghiệp, trong những đường ống nước, giữa những khu vực khác .Chỉ số
Phương trình BernoulliMặc dù Bernoulli là người đã suy luận rằng áp suất giảm khi vận tốc dòng chảy tăng, nhưng thực sự là Leonhard Euler đã thực sự tăng trưởng phương trình Bernoulli theo cách nó được biết đến lúc bấy giờ ..Trong mọi trường hợp, phương trình Bernoulli, không có gì ngoài biểu thức toán học của định lý của ông, như sau :v2 Ƿ / 2 + P + g ∙ z = hằng sốTrong biểu thức này, v là tốc độ của chất lỏng qua phần được xem xét, là tỷ lệ của chất lỏng, P là áp suất chất lỏng, g là giá trị tần suất của trọng tải và z là chiều cao được đo theo hướng trọng tải. Trong phương trình Bernoulli, hàm ý rằng nguồn năng lượng của chất lỏng gồm có ba thành phần :- Một thành phần động học, là tác dụng của vận tốc vận động và di chuyển của chất lỏng .- Một thành phần tiềm năng hoặc lực mê hoặc, đó là do độ cao của chất lỏng được đặt .- Một nguồn năng lượng áp suất, đó là những gì chất lỏng chiếm hữu như thể tác dụng của áp lực đè nén mà nó phải chịu .Mặt khác, phương trình Bernoulli cũng hoàn toàn có thể được trình diễn như sau :v12 ∙ ƿ / 2 + P1 + ƿ ∙ g z1 = v22 ∙ ƿ / 2 + P2 + ƿ ∙ g z2Biểu thức ở đầu cuối này rất thực tiễn để nghiên cứu và phân tích những đổi khác mà chất lỏng gặp phải khi một trong những yếu tố tạo nên phương trình đổi khác . Xem thêm Bỏ túi ngay cách cài đặt video làm hình nền điện thoại Hình thức đơn giảnTrong một số ít trường hợp, sự biến hóa trong thuật ngữ ρgz của phương trình Bernoulli là tối thiểu so với kinh nghiệm tay nghề của những thuật ngữ khác, thế cho nên hoàn toàn có thể bỏ lỡ nó. Ví dụ, điều này xảy ra trong dòng chảy mà máy bay gặp phải trong chuyến bay . Trong những dịp này, phương trình Bernoulli được biểu lộ như sau 😛 + q = P0Trong biểu thức này q là áp suất động và bằng v 2 ∙ ƿ / 2 và P0 là cái được gọi là tổng áp suất và là tổng của áp suất tĩnh P và áp suất động q . Ứng dụng
Xem thêm: Tải Game & Ứng Dụng MOD APK Phổ Biến 2021 – ModRadar Định lý Bernoulli có nhiều ứng dụng phong phú trong những nghành nghề dịch vụ khác nhau như khoa học, kỹ thuật, thể thao, v.v. .Một ứng dụng mê hoặc được tìm thấy trong phong cách thiết kế ống khói. Các ống khói được thiết kế xây dựng cao để đạt được sự chênh lệch áp suất lớn hơn giữa đế và lối ra của ống khói, nhờ đó thuận tiện hơn để trích xuất khí đốt .Tất nhiên, phương trình Bernoulli cũng vận dụng cho điều tra và nghiên cứu sự hoạt động của dòng chất lỏng trong đường ống. Từ phương trình, theo đó việc giảm mặt phẳng ngang của đường ống, để tăng vận tốc của chất lỏng đi qua nó, cũng ý niệm giảm áp suất .Phương trình Bernoulli cũng được sử dụng trong hàng không và trong những phương tiện đi lại Công thức 1. Trong trường hợp hàng không, hiệu ứng Bernoulli là nguồn gốc của sự tương hỗ của máy bay. Cánh của máy bay được phong cách thiết kế với mục tiêu đạt được luồng không khí lớn hơn ở phần trên của cánh . Do đó, ở phần trên của cánh, vận tốc không khí cao và do đó, áp suất thấp hơn. Sự chênh lệch áp suất này tạo ra một lực hướng thẳng đứng lên trên ( lực nâng ) được cho phép máy bay được giữ trong không trung. Một hiệu ứng tựa như đạt được trong những xe hơi của xe Công thức 1 . Tập thể dục quyết tâmThông qua một đường ống với tiết diện 4.2 cm2 một dòng nước chảy với vận tốc 5,18 m / s. Nước hạ xuống từ độ cao 9,66 m xuống mức thấp hơn với chiều cao bằng 0, trong khi mặt phẳng ngang của ống tăng lên 7,6 cm2 .a ) Tính vận tốc của dòng nước ở mức thấp hơn .b ) Xác định áp suất ở cấp dưới biết rằng áp suất ở cấp trên là 152000 Pa . Giải phápa ) Vì dòng chảy phải được bảo toàn, nó được cung ứng rằng :Qcấp cao nhất = Qcấp thấp hơnv1. S1 = v2. S25,18 m / s. 4.2 cm2 = v2. 7,6 cm ^ 2Dọn dẹp, bạn nhận được rằng : v2 = = 2,86 m / sb ) Áp dụng định lý Bernoulli giữa hai Lever và tính đến tỷ lệ nước là 1000 kg / m3, bạn nhận được rằng :v12 ∙ ƿ / 2 + P1 + ƿ ∙ g z1 = v22 ∙ ƿ / 2 + P2 + ƿ ∙ g z2 (1/2). 1000 kg / m3. (5,18 m / s)2 + 152000 + 1000 kg / m3. 10 m / s2. 9,66 m =
Xem thêm: Glucozơ: tính chất vật lý hóa học, điều chế và ứng dụng = ( 50% ). 1000 kg / m3. ( 2,86 m / giây ) 2 + P2 + 1000 kg / m3. 10 m / s2. 0 mXóa P2 bạn hoàn toàn có thể :P2 = 257926,4 Pa Xem thêm Top 3 ứng dụng karaoke trên điện thoại Android tốt nhất hiện nay Tài liệu tham khảo
|
