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Bernoulli’s Principle

1738
  • Daniel Bernoulli
Aircraft wing demonstrating Bernoulli's principle in fluid mechanics for lift generation.

(图片仅供参考)

伯努利原理指出,对于无粘性流动,流体速度的增加与粘度的降低同时发生。 压力 或势能的降低。这是对……的陈述。 conservation of energy 对于运动的流体,通常表示为 [latex]p + frac{1}{2}rho v^2 + rho gh = text{常数}[/latex] 沿流线。

伯努利原理源于能量守恒定律,并将其应用于运动的理想流体。该方程的三项代表单位体积的不同形式的能量。第一项 p 是静压,代表流体的内能。第二项 ρv² 是动压,代表流体运动的动能。第三项 ρgh 是…… 静水压力表示流体由于其在重力场 g 中的高度 h 而具有的势能。该原理断言,这三项之和沿同一流线保持不变。

理解伯努利原理成立的假设至关重要:流动必须是稳定的(某一点的速度不随时间变化)、不可压缩的(密度恒定)且无粘性的(没有摩擦力)。 粘度这些都是显著的局限性,意味着该原理是一种理想化模型。在实际应用中,粘性效应会导致能量损失,而这些损失在基本方程中并未考虑在内。

虽然人们常用伯努利原理来简化解释空气动力升力——即空气流经机翼曲面上表面时速度更快,产生的压力低于流经平面下表面时的压力——但这并不全面。要完整解释升力,还需要考虑牛顿第三定律以及空气向下偏转(下洗气流)。尽管如此,伯努利原理仍然为许多流体动力学现象提供了一个强大而直观的工具,可用于进行初步分析,例如使用文丘里流量计测量流量,以及理解香水喷雾器的工作原理。

UNESCO Nomenclature: 2210
– Mechanics

类型

抽象系统

中断

Foundational

用法

广泛使用

前体

  • isaac newton’s laws of motion
  • 莱昂哈德·欧拉关于流体动力学的工作
  • early concepts of conservation of energy
  • 伊万杰利斯塔·托里拆利和布莱斯·帕斯卡的压力研究

应用程序

  • 飞机机翼升力的产生(作为一个促成因素)
  • 发动机中的化油器
  • 用于流量测量的文丘里流量计
  • 雾化器和喷枪
  • 用于测量空速的皮托管

专利:

NA

潜在创新理念

  • 可自动调节的建筑立面,最大限度地减少暴风雨期间的风荷载
  • high-efficiency irrigation systems that use venturi effects for fertilizer injection
  • 用于太空或地下大型栖息地的被动空气循环系统
  • 基于控制气流的新型乐器
  • bladeless energy harvesting devices from low-speed water currents
  • 用于无移动部件的芯片实验室设备的微型泵
  • 采用高速雾化器的先进灭火系统
  • 利用压差原理的静音高速干手器
与以下概念相关:伯努利原理、流体动力学、能量守恒、压力、速度、无粘性流动、流线、空气动力学。

历史背景

Bernoulli’s Principle

1672
1687
1687
1738
1750
1757
1788
1650
1678
1687
1687
1738
1750
1785
1788

(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

第十年 周年纪念日

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