伯努利方程及其应用

《物理演示实验》结课论文题目：伯努利效应及其应用专业班级：土木1401学生姓名：***学号：*********2015年7月4日伯努利方程及其应用程名君储运与建筑工程学院土木工程1401班摘要：伯努利方程是瑞士物理学家伯努利提出来的，是理想流体做稳定流动时的基本方程，是流体定常流动的动力学方程。伯努利方程对于确定流体内部各处的压力和流速有很大的意义，在水利，造船，航空，等部门有着广泛的应用。关键词：伯努利方程发展及其应用【正文部分】1.伯努利方程的发展及其原理：伯努利方程是瑞士物理学家伯努利提出来的，是理想流体做稳定流动时的基本方程，流体定常流动的动力学方程，意为流体在忽略粘性损失的流动中，流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。对于确定流体内部各处的压力和流速有很大意义，在水利、造船、航空等部门有着广泛的应用。概念解释：（1）理想流体：不可压缩，没有粘性；（一般情况下，密度不发生明显变化的气体，粘性小的流体均可以看作是理想流体。）（2）定常流动：流体流动时，空间各点的流速不随时间而改变的流动。（3）流线：用来描述流速而引入的线，流线密集则流速大；反之则小。（4）流管：对于一个定常流动而言，流管的形状是不随着时间而改变的。2.理想流体定常流动时的伯努利方程：可将其变形为：因此，伯努利方程在工程上的描述为：在同一流管内，任一截面上，压力头，速度头，位置头三者之和为一常量。3.伯努利方程的几个现象：现象一：悬浮小球：根据流线密处速度大，p+1/2pv^2=常量，存在压力差。（图一）结论：同一水平高度，流速大处压力小，流速小处压力大。现象二：历史故事：1912年秋天的一天，当时世界上最大的远洋轮船---“奥林匹克”号正在大海上航行，在离他100米远的地方，有一艘比他小的多的铁甲巡航洋舰“豪客”号在与它平行地行驶着。可是却发生了意见意外的事情：小船好像被大船吸过去似的，一点也不服从舵手的操纵，竟然一个劲儿的向“奥林匹克”号冲去，最后，一场海难，终未避免。（图二：船行图示）结论：同一水平高度，流速大处压力小，流速小处压力大。4.伯努利方程的应用：文丘里管1.用来测量流体通过管道时的流量。2.原理：能量守恒定律，伯努利方程，流动连续性方程。3.结构：一个圆形测量管和置入测量管内并且与测量管同轴的特型芯体所构成。特型芯体的径向外表面具有如图示的几何轮廓。并且，与测量管内表面构成一个异径环形过流缝隙。这样的结构，很明显是不存在类似孔板节流件的锐缘磨蚀与积污等问题。并且，对节流前管内流体速度分部梯度及可能存在的各种非轴对称速度分布进行有效的流动调整，叫做整流。从而可以实现高精度与高稳定性的流量测量。他是由截面逐步收缩，然后再逐步扩大的一段短管组成的。具体结构，如图所示。（图三：文丘里管图）【结束语】伯努利方程在很多方面有很重要的应用，比如应用在工程中的测量；也有很多有趣的现象，比如逆水行舟（帆的作用），飞机起飞等方面；以及很多新兴的应用，如有冷凉作用，巷道贯通后风流方向的判断（应用于通风系统），矿井通风，节流装置，原油长输管道应用，甚至是燃气热水器等应用已经逐步被发展，并且影响俞深，所以，伯努利方程对工业及生活的作用，是极大的，研究伯努利方程的更多应用，也是很有必要的。参考文献：1.流体力学（第二版）刘鹤年主编2.伯努利及伯努利方程得应用于学昌《中学物理教学参考》2001年第七期3.流体力学王松岭主编4.《大学物理演示实验教程》刘冰陈文娟主编