柏努利原理在生产生活中的应用

1、柏努利原理在生产生活中的应用柏努利原理在生产生活中的应用 丹尼尔伯努利在1726年首先提出柏努利效应 gz1+(u12)/2+p1/+we=gz2+(u22)/2+p2/+hf we为外功，hf为阻力损失 动能+重力势能+压力势能=常数。(稳定，连续，等温的不可压缩流体) 通俗来讲，可以记为： 流速大的地方压强小，流速小的地方压强大。 1. 生活中柏努利现象 2.伯努利原理在工业生产中的应用 3.利用柏努利原理的高科技产品 一. 生活中柏努利现象生活中柏努利现象1.飞机是怎么飞起来的呢？2.穿堂风 夏天乘凉时，坐在两个屋子之间的过道中，那里就有流速较高的“穿堂风”。 按质量守恒法则，就是在相同

2、的时间内，流过每一通道的空气质量都是相等的。因而，如果认为空气密度保持不变，则在通道窄的地方，流速必然增大，在通道宽的地方，流速必然减小，这种性质叫作气流的连续性。3.虹吸现象 虹吸现象是液态分子间引力 与位能差所造成的，即利用 水柱压力差，使水上升后再 流到低处。由于管口水面承 受不同的大气压力，水会由 压力大的一边流向压力小的 一边，直到两边的大气压力 相等，容器内的水面变成相 同的高度，水就会停止流动 .利用虹吸现象很快就可将容 器内的水抽出。 利用虹吸原理必须满足三个条件： 1、管内先装满液体 2、管的最高点距上容器的 水面高度不得高于大气压支 持的水柱高度。 3、出水口比上容器的水面

3、 必须低。这样使得出水口液 片受到向下的的压强（大气 压加水的压强）大于向上的 大气压。自然界的虹吸现象 摩洛哥沙漠中的神秘“鬼湖” 人们来到湖畔,只见碧波荡 漾,清澈照人,湖水甘甜,可 能不大一会儿功夫,辽阔 的湖面消失得无影无踪, 出现在人们眼前的是一片茫 茫的沙漠。这种时隐时现的 湖泊,被人们称之为“鬼湖” “鬼湖”一事并非杜撰,也绝非奇谈,而是作为一种奇特的自然现象出没在北非摩洛哥国境边缘地带的科萨倍卡沙漠之上。 地质学家们推测,造成这样一个“鬼湖”的原因可能是由于类似虹吸泉的现象引起的。 地质地理学家们推测,在“鬼湖”附近可能有一个比“鬼湖”地势高的地下空洞,贮存着由别处渗流而来的地

4、下水,并有一个类似虹吸泉那样的地下坑道将“鬼湖”同地下空洞连接在一起。当虹吸现象出现时,地下空洞里的水大量流出,使“鬼湖”里的水快速消失。在钟表未出现之前，中国用漏刻计时在钟表未出现之前，中国用漏刻计时,莲花漏就是其中一种莲花漏就是其中一种 莲花漏是由一个受水壶， 两个注水壶，再用两根的 细管，利用虹吸原理，注 水壶中的水，逐步放到受 水壶中，通过受水壶中的 刻度来计时。因注水壶中 水平面高度保持恒定。相 等时间内受水壶的水流速 度恒定，据以测定时间。 抽水马桶 在其内部下方有一个 S形的水管叫做虹吸管, 很多人或者单纯的以为 这根管子仅仅只是起到 一个液封隔离臭气的作 用。当有足够的水使得

5、管内水面迈过最高点时， 就可以造成虹吸现象了。 桶内的水就会沿管子，翻 过比液面高的桶的口沿， 流向桶外的更低处，即先 向上后向下，直到桶内的水 全部流光。 许多水利建设者运用虹吸原理将河、湖等内的水排出，节约了机械设备的使用量与电能的消耗，十分有效的解决了很多问题。许多企业运用虹吸原理，制造出大量的实用新型产品，比如楼顶、屋面排水系统，大型体育、场馆设施的排水系统，基本上均是按照虹吸原理设计施工。4.帆船 一般人对于帆船往往认为是被风推着跑的。其实帆船的最大动力来源是所谓的“伯努利效应”。 FR的值要小于使船横向移 动的分力FH。尽管横向力 较大，但在实际行驶时， 很少看到船横向移动。而 船

6、向前进的速度却相当大。 先进的帆船和 帆板，最 快的时速可达30至40 km 这样的前进速度。 除了帆产生推力以外，还有一个重要因素就是船底的流线型，船浸入水中部分的横向截面积远大于纵向截面积，推力FR虽 然比横向力FH小，但船在水里前进时所受的阻力要比船横向移动所受的阻力小许多。所以，FR推船前进效果就 相当显著。5.船吸现象 两艘船并排行驶时，两船之间由于船弦呈弧形，构成一个中间细两头粗的通道，所以水的流速必然比外侧流速大。由此可见，凡是流速大的地方，流体压强就小，流速小的地方，压强就大。所以两船靠近，进而发生碰撞 1912年秋天，奥林匹克号正在大海上航行，在距离这艘当时世界上最大远洋轮的

7、100米处，有一艘比它小得多的铁甲巡洋舰豪克号正在向前疾驶，两艘船似乎在比赛，彼此靠得较拢，平行着驶向前方。忽然，正在疾驶中的豪克号好像被大船吸引似地，一点也不服从舵手的操纵，竟一头向奥林匹克号撞去。最后，豪克号的船头撞在奥林匹克号的船舷上，撞出个大洞，酿成一件重大海难事故。6.球类旋转运动 球类比赛（乒乓球，排球）中的“旋转球”具有很大的威力。旋转球和不转球的飞行轨迹不同，是因为球的周围空气流动情况不同造成的。 上旋球下旋球着台后向上弹起在空中停滞的时间相对较长，旋转也相对变弱，我们完全可以从容击球，所以，一般选择在来球的高点期或下降前期来回击球，并且要多向前向下发力。接上旋球一般我们会把拍

8、子前倾得角度很大，也就是说球拍正对球的面积变小了，为了避免接球时漏球或打拍边，回击上旋球一般选择上升期，回接得晚了容易失误，而且还不容易借力，甚至直接导致吃旋转。7.血压8.空吸现象流体在一个中间狭窄的管道里急速流过时，狭窄的地方的压强就低于大气压，如果在这个地方用细管接上另外的流体，接上的流体就会被吸入。 二二.伯努利原理在工业生产中的应用伯努利原理在工业生产中的应用1.发动机的汽化器汽缸在做吸气冲程时,空气被吸入管内，在流经管的狭窄部分时流速大，压强小，汽油就从安装在狭窄部分的喷嘴流出，被喷成雾状，与空气形成油气混合物进入汽缸。 2.皮托管 一种 测量气流总压和静压以确定气流速度的一种管状

9、装置。由法国H.皮托发明而得名。严格地说，皮托管仅测量气流总压，又名总压管；同时测量总压、静压的才称风速管，但习惯上多把风速管称作皮托管。 皮托管结构简单，使用方便，用途很广。如飞机头部或机翼前缘常装设皮托管，测量相对空气的飞行速度，又称空速管。 皮托管测液体流速 优点：皮托管结构简单， 使用、制造方便价格便宜 缺点：实验时必须首先将皮托管及橡皮管内的空气完全排出，并使总压管的进口正对测点处的流速方向。但实际应用时，气泡不易排除干净，下端一旦脱离水面，气泡进入后需要重新排气。另外，正对测点处的流速方向也不易实现。3.文丘里流量计 新一代差压式流量测量仪表，其基本测量原理是以能量守恒定律伯努力方

10、程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。4.孔板流量计5.转子流量计 转子流量计又称浮子流量计，是变面积式流量计的一种，它是由一个锥形管和一个置于锥形管内可以上下自由移动的转子(也称浮子)构成。转子流量计本体可以用两端法兰、螺纹或软管与测量管道连接，垂直安装在测量 管道上。当流体自下而上流 入锥管时，被转子截流，这 样在转子上、下游之间产生 压力差，转子在压力差的作 用下上升，根据其指示的刻 度便可推出流量。转子流量计 优点： 浮子流量计结构 简单,使用方便 缺点： 耐压力低 ,玻璃管易碎 解决实际问题，如给定容器算流量，或者解决实际问题，如给定容器算流量，或者给定流量让设计容器和管道，都需要用到给定流量让设计容器和管道，都需要用到柏努利原理。柏努利原理。 三三.利用柏努利原理的高科技产品1.涡轮流量计 智能液体涡轮流量计是采用先进的超低功耗单片微机技术研制