Ntu ntawm physics uas kawm txog cov yam ntxwv ntawm kev txav ntawm cov kua xov xwm hu ua hydrodynamics. Ib qho ntawm cov lej tseem ceeb ntawm hydrodynamics yog qhov sib npaug Bernoulli rau cov kua dej zoo tagnrho. Zaj lus no mob siab rau lub ncauj lus no.
Dej zoo tagnrho yog dab tsi?
Ntau tus neeg paub tias cov khoom ua kua yog qhov sib xyaw ua ke ntawm cov teeb meem uas khaws cov ntim raws li qhov xwm txheej sab nraud, tab sis hloov nws cov duab ntawm qhov cuam tshuam me ntsis rau nws. Cov kua dej zoo tagnrho yog cov kua dej uas tsis muaj viscosity thiab tsis muaj zog. Cov no yog ob yam tseem ceeb uas paub qhov txawv ntawm cov kua dej tiag tiag.
Nco ntsoov tias yuav luag txhua cov kua dej tiag tiag tuaj yeem suav tias yog qhov tsis txaus ntseeg, vim tias qhov hloov pauv me me hauv lawv lub ntim yuav tsum muaj lub siab loj sab nraud. Piv txwv li, yog tias koj tsim lub siab ntawm 5 atmospheres (500 kPa), ces dej yuav nce nws qhov ntom ntawm 0.024%. Raws li qhov teeb meem ntawm viscosity, rau ib tug xov tooj ntawm cov tswv yim teeb meem, thaum dej yog xam raws li ib tug ua hauj lwm kua, nws yuav tsum tsis saib xyuas. Rau qhov ua tiav, peb nco ntsoov qhov ntawddynamic viscosity dej ntawm 20 oC yog 0.001 Pas2, uas yog meager piv rau tus nqi no rau zib mu (>2000) tus nqi.
Nws yog ib qho tseem ceeb kom tsis txhob cuam tshuam cov ntsiab lus ntawm cov kua dej zoo tshaj plaws thiab cov roj zoo tagnrho, vim tias tom kawg yog yooj yim compressible.
kev sib txuas txuas ntxiv
Hauv hydrodynamics, kev txav ntawm cov kua dej zoo tshaj plaws pib los ntawm kev kawm txog qhov sib npaug ntawm qhov txuas ntxiv ntawm nws cov dej ntws. Yuav kom nkag siab txog cov ntsiab lus ntawm qhov teeb meem, nws yog ib qho tsim nyog yuav tau xav txog kev txav ntawm cov kua los ntawm cov yeeb nkab. Xav txog tias ntawm lub qhov dej nkag hauv cov yeeb nkab muaj thaj tsam A1, thiab ntawm qhov hluav taws xob A2.
Tam sim no xav tias cov kua ntws los ntawm qhov pib ntawm cov yeeb nkab nrog ceev v1, qhov no txhais tau tias nyob rau lub sijhawm t dhau ntawm ntu A 1flow volume V1=A1v1t. Txij li cov kua yog qhov zoo tagnrho, uas yog, incompressible, raws nraim tib lub ntim ntawm cov dej yuav tsum tawm ntawm qhov kawg ntawm cov yeeb nkab nyob rau hauv lub sij hawm t, peb tau txais: V2=A 2 v2t. Los ntawm qhov sib npaug ntawm cov ntim V1 thiab V2 , qhov sib npaug rau qhov txuas ntxiv ntawm cov dej ntws zoo raws li nram no:
A1v1=A2v2.
Los ntawm qhov sib npaug nws ua raws li yog A1>A2, ces v1 yuav tsum tsawg dua v2. Hauv lwm lo lus, los ntawm kev txo cov ntu ntu ntawm cov yeeb nkab, peb thiaj li ua kom cov kua dej ntws tawm sai sai. Obviously, cov nyhuv no tau pom los ntawm txhua tus neeg hauv lawv lub neej uas tsawg kawg ib zaug watered paj txaj nrog lub hose lossisvaj, yog li npog lub qhov hose nrog koj tus ntiv tes, koj tuaj yeem saib yuav ua li cas lub dav hlau ntawm cov dej ntws los ntawm nws yuav muaj zog dua.
Kev sib txuas txuas ntxiv rau cov yeeb nkab txuas
Nws yog qhov nthuav los xav txog qhov xwm txheej ntawm kev txav ntawm cov kua dej zoo tshaj plaws los ntawm cov yeeb nkab uas tsis muaj ib qho, tab sis ob lossis ntau qhov tawm, uas yog, nws yog ceg. Piv txwv li, qhov chaw hla ntawm cov yeeb nkab ntawm qhov nkag yog A 1, thiab ntawm qhov hluav taws xob nws ceg mus rau hauv ob lub kav dej nrog ntu A 2 thiab A3. Cia peb txiav txim siab tus nqi ntws v2 thiab v3, yog paub tias dej nkag rau hauv qhov nrawm v 1.
Siv cov kab zauv txuas ntxiv, peb tau txais cov lus qhia: A1v1=A2 v 2 + A3v3. Txhawm rau daws qhov kev sib npaug no rau qhov tsis paub nrawm, koj yuav tsum nkag siab tias ntawm qhov hluav taws xob, nyob rau hauv dab tsi cov yeeb nkab ntws, nws txav ntawm qhov nrawm, uas yog, v2=v. 3. Qhov tseeb no tuaj yeem nkag siab intuitively. Yog hais tias lub qhov hluav taws xob cov yeeb nkab tau muab faib ua ob ntu los ntawm qee qhov kev faib tawm, tus nqi ntws yuav tsis hloov. Raws li qhov tseeb no, peb tau txais kev daws teeb meem: v2=v3 =A1v1/(A2 + A3).
Bernoulli qhov sib npaug rau cov kua dej zoo tagnrho
Daniil Bernoulli, Swiss physicist thiab lej ntawm Dutch keeb kwm, hauv nws txoj haujlwm "Hydrodynamics" (1734) tau nthuav tawm ib qho kev sib npaug rau cov kua dej zoo tshaj plaws piav txog nws cov lus tsa suab. Nws tau sau rau hauv daim ntawv hauv qab no:
P+ ρv2/2 + ρgh=const.
Cov lus qhia no qhia txog txoj cai ntawm kev txuag hluav taws xob hauv cov dej ntws. Yog li, thawj lub sij hawm (P) yog lub siab qhia raws li cov kua xaav vector, uas piav txog kev ua hauj lwm ntawm cov ntws, lub sij hawm thib ob (ρv2/2) yog lub kinetic. lub zog ntawm cov kua dej, thiab qhov thib peb lub sij hawm (ρgh) yog nws lub zog muaj peev xwm.
Nco ntsoov tias qhov sib npaug no siv tau rau cov kua dej zoo tagnrho. Qhov tseeb tiag, yeej ib txwm muaj kev sib txhuam ntawm cov kua dej tawm tsam cov phab ntsa ntawm cov yeeb nkab thiab hauv nws lub ntim, yog li ntawd, ib lo lus ntxiv tau qhia rau hauv Bernoulli equation saum toj no uas piav txog cov kev poob zog no.
Siv Bernoulli Equation
Nws yog qhov txaus siab los hais qee qhov kev tsim kho uas siv kev txiav tawm ntawm Bernoulli kab zauv:
- chimney thiab hoods. Nws ua raws li qhov sib npaug uas ntau dua qhov ceev ntawm kev txav ntawm cov kua dej, qhov qis dua nws lub siab. Qhov ceev ntawm huab cua txav mus rau sab saum toj ntawm lub chimney yog siab dua ntawm nws lub hauv paus, yog li cov pa luam yeeb ib txwm nce siab vim qhov sib txawv ntawm qhov siab.
- Cov kav dej. Qhov sib npaug pab kom nkag siab tias cov dej siab hauv cov yeeb nkab yuav hloov pauv li cas yog tias txoj kab uas hla tom kawg hloov.
- dav hlau thiab Formula 1. Lub kaum sab xis ntawm lub tis ntawm lub dav hlau thiab F1 tis muab qhov sib txawv ntawm huab cua siab saum toj thiab hauv qab tis, uas tsim kom muaj zog nqa thiab nqis, raws li.
hom dej ntws
Bernoulli qhov sib npaug tsis yogyuav siv sij hawm mus rau hauv tus account lub hom phiaj dej, uas tuaj yeem yog ob hom: laminar thiab turbulent. Laminar flow yog tus cwj pwm los ntawm kev sib haum xeeb, nyob rau hauv uas cov txheej txheem dej txav mus raws cov kev sib raug zoo thiab tsis sib xyaw ua ke. Lub turbulent hom ntawm cov kua dej yog tus cwj pwm los ntawm chaotic txav ntawm txhua molecule uas ua rau ntws. Ib tug feature ntawm lub turbulent regime yog lub xub ntiag ntawm eddies.
Txoj kev twg cov kua yuav ntws nyob ntawm ntau yam (cov yam ntxwv ntawm lub cev, piv txwv li, muaj lossis tsis muaj qhov ntxhib ntawm cov yeeb nkab sab hauv, qhov viscosity ntawm cov khoom thiab qhov ceev ntawm nws. txav). Qhov kev hloov pauv ntawm cov kev xav ntawm cov kev xav tau piav qhia los ntawm Reynolds tus lej.
Ib qho piv txwv zoo ntawm laminar ntws yog qhov qeeb ntawm cov ntshav los ntawm cov hlab ntsha du. Ib qho piv txwv ntawm qhov turbulent ntws yog lub zog siab ntawm dej los ntawm tus kais.
