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伯努利定律(伯努利定律是什么意思)

zhiyongz2024-05-18生活百科

当空气遇上任何物体,比如说机翼,空气会产生偏转,一些空气从机翼上表面通过,一些空气从机翼下表面通过。在这个流动过程中会产生复杂的速度和压力的变化。要产生升力,上下表面的平均压力必须有差异才行。
伯努利的理论将流动的速度和流动中任意一点的压力联系起来。这个理论是运动和能量定律的一个特殊应用。对于管道类和轮船周围的流动来说,它是一个最基础的理论,对于空气动力学和飞行来说也是一样。
想象一个平滑流动或流线型流动里面的空气微团,如果各个方向对它施加的压力都是相等的话,那么它就处于平衡状态。如果有任何不同的压力,这个微团的平衡就会被打破,根据牛顿第二运动定律,微团要么加速要么减速。如果后部的压力大于前部的压力,速度会增加;反之,如果后面的压力小于前面的压力,速度则减小。因此,当微团接近一个压低区时会加速,接近高压区时会减速。我们可以用另一种方法来描述这件事情,即如果流体速度降低,其压力必然升高。微团并不是孤立的,而是某个流动中的一部分,这个规律是使用于每个微团的。因此,流动在接近低压或高压区时会分别加速或减速。
这个原理的简单数学表达就是伯努利定律,表示式为(p表示压力):p+?pv?=常数
空气密度是常数(密度不会改变),压力和速度因此就成了变量,如果一个增加,则另一个减少。这个原理的著名的应用就是文氏管,它通常在航空领域来测量空速,在日常生活用于通过水龙头或橡胶软管而产生高速水流。
通过一个收缩管道的流体,内部空间全部被充满。在每个单位时间内,流进一定质量的流体,出口就流出同样质量的流体。在管道的收缩区,由于横截面较小,通过它的流体的速度必然增加,这样才能保证在相同的时间内流出相同质量的流体。根据伯努利定律,这个速度的增加必然造成收缩区压力的降低。图中的空气在收缩区域内变得长而窄,在达到管道的宽阔处后又变回其原来的形状,这样就形成流线。
经过任何物体的流动,只要是流线型 的流动,就会产生相似的流动变性,同时伴随着速度和压力的变化。这跟流过机翼的流动十分相似。