Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Гидравлика для студентов / ЛР4 Демонстрация уравнения Бернулли.pdf
Скачиваний:
92
Добавлен:
02.03.2016
Размер:
699.29 Кб
Скачать

-29-

6. ДИАГРАММА БЕРНУЛЛИ

Уравнение Бернулли:

1.Физическая сущность – закон сохранения энергии применительно к движущейся жидкости.

2.Формы представления:

для струйки идеальной жидкости – не учитываются потери энергии и неравномерность скоростей по сечению;

для струйки реальной жидкости – учитываются потери энергии;

для потока реальной жидкости – учитываются потери энергии

и неравномерность скоростей по сечению потока. Существуют модели идеальной и реальной жидкости.

Идеальная жидкость - жидкость без вязкости и абсолютно несжимаемая. В такой гипотетической жидкости отсутствуют силы трения и не тратится энергия на работу по их преодолению.

Реальная жидкость - жидкость вязкая. В такой жидкости присутствуют силы трения и тратится энергия на работу по их преодолению.

Полный запас энергии объёма жидкости массой m относительно нулевого уровня (плоскости сравнения 0-0) равен:

E =m g z +

m p

+

m ϑ 2

ρ

2

 

 

Для идеальной (невязкой) жидкости, в которой не происходит потерь энергии при движении, в произвольных сечениях 1-1 и 2-2 энергии должны быть равны:

*

 

 

E1 =E2;

 

 

 

m p

 

m ϑ2

 

m p

 

m ϑ 2

 

 

 

 

m g z +

1

+

1

= m g z +

2

+

2

ρ

2

ρ

2

1

 

2

 

Уравнение * можно представить как закон сохранения удельных энергий.

Термин удельная энергия предполагает отношение полной энергии к некоторому количеству вещества - объёмному, массовому или весовому.

Энергия, отнесённая к весу жидкости, называется напором. Напор из-

меряется в метрах. После деления всех членов уравнения * на вес жидкости G=mg, оно принимает вид:

 

p

 

ϑ2

 

p

 

ϑ 2

z +

1

+

1

=z +

2

+

2

 

 

1

ρ g 2g

2

ρ g 2g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

-30-

 

 

 

Зто уравнение называется уравнением Бернулли для идеальной жидко-

сти. Оно было получено в 1738 году швейцарским математиком и механиком

Даниилом Бернулли.

 

 

 

Терминология

 

 

 

¾ z - геометрический напор;

 

 

¾

р

g

- пьезометрический напор;

 

 

 

ρ

 

 

 

 

 

 

 

 

¾

ϑ2

 

-скоростной напор.

 

 

 

2g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

¾

z +

 

p

 

+

ϑ2

=H -

- полный напор.

 

 

ρ g

2g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Диаграмма Бернулли для струйки идеальной жидкости

Диаграмма Бернулли показывает изменение вдоль струйки как полного напора

H, так и его составляющих.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

напорнаялиния

 

 

 

 

 

 

 

ϑ 2

 

 

ϑ 2

ϑ 2

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

2 g

 

 

2 g

2 g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

пьезометрическаялиния

 

 

 

 

 

р1

 

1

р2

р3

 

 

 

 

 

ρ g

ρ g

ρ g

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2

3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0

 

 

z1

 

 

 

z 2

z 3

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3

Рис.12. Диаграмма Бернулли для струйки идеальной жидкости

 

Построение диаграммы Бернулли:

Выбирается произвольно горизонтальная плоскость 0-0, от которой вертикально вверх в произвольном масштабе откладываются напоры.

z - вертикальное расстояние от плоскости 0-0 до центра тяжести сечений