Уравнение Бернулли представляет собой закон сохранения механической энергии для потока идеальной жидкости. Каждый член этого уравнения представляет собой удельную энергию.
Уравнение Бернулли для установившегося движения невязкой несжимаемой жидкости в форме давлений имеет вид:
r × g × z1 + р1 + r × a1 × = r × g × z2 + р2 + r × a2 × = const, (7.1)
где r × g × z – гравитационное давление;
р – статическое давление;
r × – динамическое давление;
a - коэффициент кинетической энергии (коэффициент Кориолиса).
В этой форме представления каждый член уравнения имеет размерность давления (Па) и представляет собой энергию, отнесённую к единице объёма.
Величина коэффициента Кориолиса отражает степень неравномерности распределения скоростей по сечению потока.
При прямолинейном турбулентном движении в трубах a = 1,03…1,1. Обычно при расчётах при турбулентном течении в трубах принимают коэффициент Кориолиса a равным 1,1 или 1. При прямолинейном ламинарном движении в трубах a = 2.
|
|
Уравнение Бернулли для установившегося движения невязкой несжимаемой жидкости в форме напоров имеет вид:
z + + a × = Н = const, (7.2, а)
или для двух произвольных сечений
z1 + + a1 × = z2 + + a2 × = Н = const. (7.2, б)
где z – удельная потенциальная энергия положения;
– удельная потенциальная энергия давления;
– удельная кинетическая энергия;
Н – полная удельная энергия потока.
Каждое слагаемое в уравнении Бернулли в форме напоров имеет размерность длины (м) и представляет собой энергию, отнесённую к единицевеса (1 Н), то есть удельнуюэнергию. Единица измерения этой величины = = .
С энергетической точки зрения уравнение Бернулли можно сформулировать так:
при установившемся движении невязкой несжимаемой жидкости вдоль потока сумма удельных энергий – потенциальной (положения и давления) и кинетической – есть величина постоянная.
Так как все члены уравнения Бернулли в форме напоров имеют линейную размерность и их можно интерпретировать как высоты:
z – геометрическая высота, то есть высота положения рассматриваемой точки пространства с жидкостью (центра тяжести сечения) над горизонтальной плоскостью сравнения x0y;
– высота давления, если в уравнении Бернулли р – это полное (или абсолютное) давление. Если в уравнении р – избыточное давление, то величина называется пьезометрической высотой;
a × – скоростная (или динамическая) высота.
Н – полная высота в данном сечении потока.
Таким образом, геометрический смысл уравнения Бернулли можно сформулировать так:
при установившемся движении невязкой несжимаемой жидкости вдоль потока сумма высот – положения (геометрической), давления ( или пьезометрической) и скоростной – есть величина постоянная.
|
|
На практике часто используют понятие напора: - гидростатический напор, - пьезометрический напор, - динамический напор, - гидродинамический напор.