「白努利定律」修訂間的差異
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<i>p + ½ρv<sup>2</sup> + ρgh</i> = 常數 | <i>p + ½ρv<sup>2</sup> + ρgh</i> = 常數 | ||
+ | #v 流體速度 | ||
+ | #g 重力加速度(地球表面的值约為 9.8 m/s<sup>2</sup>) | ||
+ | #h 流體處於的高度(從某參考點計) | ||
+ | #p 流體所受的壓力強度 | ||
+ | #ρ 流體質量密度 | ||
+ | 公式使用前提: | ||
+ | # 穩定流(Steady flow):在流動系統中,流體在任何一點之性質不隨時間改變。 | ||
+ | # 不可壓縮流(Incompressible flow):密度為常數,在流體為氣體適用小於 0.3 馬赫的情況。 | ||
+ | # 無摩擦流(Frictionsless flow):摩擦效應可忽略,忽略黏滯性效應。 | ||
+ | # 流體沿著流線流動(Flow along a streamline):流體元素(element)沿著流線而流動,流線間彼此是不相交的。 | ||
+ | '''推論過程''' | ||
<div style='float:right'><img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/BernoullisLawDerivationDiagram.svg' width=400 height=*/></div> | <div style='float:right'><img src='https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/2/20/BernoullisLawDerivationDiagram.svg' width=400 height=*/></div> | ||
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淺藍色部分由 A<sub>1</sub> 段移到 A<sub>2</sub> 段的過程,機械能守恆: | 淺藍色部分由 A<sub>1</sub> 段移到 A<sub>2</sub> 段的過程,機械能守恆: | ||
:W<sub>初始功</sub> = W<sub>末端功</sub> + ∆K(動能差) + W<sub>抬高位能</sub> | :W<sub>初始功</sub> = W<sub>末端功</sub> + ∆K(動能差) + W<sub>抬高位能</sub> |
於 2020年12月20日 (日) 17:44 的修訂
公式: p + ½ρv2 + ρgh = 常數
- v 流體速度
- g 重力加速度(地球表面的值约為 9.8 m/s2)
- h 流體處於的高度(從某參考點計)
- p 流體所受的壓力強度
- ρ 流體質量密度
公式使用前提:
- 穩定流(Steady flow):在流動系統中,流體在任何一點之性質不隨時間改變。
- 不可壓縮流(Incompressible flow):密度為常數,在流體為氣體適用小於 0.3 馬赫的情況。
- 無摩擦流(Frictionsless flow):摩擦效應可忽略,忽略黏滯性效應。
- 流體沿著流線流動(Flow along a streamline):流體元素(element)沿著流線而流動,流線間彼此是不相交的。
推論過程
淺藍色部分由 A1 段移到 A2 段的過程,機械能守恆:
- W初始功 = W末端功 + ∆K(動能差) + W抬高位能
- ƒ1×s1 = ƒ2×s2 + ½ m(v22 − v12) + mg(h2 − h1)
- ƒ1×s1 + ½ mv12 + mgh1 = ƒ2×s2 + ½ mv22 + mgh2
設一小段淺藍色部分體積為 ▽ ,質量為 m ,密度為 ρ ,m = ρ▽:
- ƒ×s + ½ mv2 + mgh
- = (ƒ/A)×A‧s + ½ ρ▽v2 + ρ▽gh
- = p▽ + ½ ρ▽v2 + ρ▽gh
- p1▽1 + ½ ρ1▽1v12 + ρ1▽1gh1 = p2▽2 + ½ ρ2▽2v22 + ρ2▽2gh2
若流體不可壓縮,▽1 + ▽2 = ▽ ,ρ1 + ρ2 = ρ ,各項約去 ▽ :
- p + ½ρv2 + ρgh = 常數
- 其中 p 代表做功,½ ρv2 代表動能, ρgh 代表位能。