Dünaamilised vedelikud: tüübid, omadused, Bernoulli võrrandid, Toricelli teoreem, valemid ja probleemide näited

Dünaamilised vedelikud: tüübid, omadused, Bernoulli võrrandid, Toricelli teoreem, valemid ja probleeminäited - Mis on dünaamiline vedelik ja selle tüübid? Sel korral arutab Seputartahuan.co.id seda ja muidugi ka muid asju, mis seda ka kajastavad. Vaatame selle paremaks mõistmiseks alloleva artikli arutelu.

---

Dünaamilised vedelikud: tüübid, omadused, Bernoulli võrrandid, Toricelli teoreem, valemid ja probleemide näited

---

Vedelik on termin ainete jaoks, mis võivad voolata. Sõna vedelik hõlmab auto-, vee- ja gaasiaineid, kuna need kaks ainet võivad voolata, seevastu kivimid ja kõvad esemed või kõik tahked ained ei kuulu vedelike hulka, kuna need ei saa voolata.

Kõiki vedelikke saab grupeerida vedelikeks nende omaduste tõttu, mis võivad voolata ühest kohast teise. Peale vedelike on vedelikud ka gaasid. Gaasid võivad voolata ka ühest kohast teise. Tuulepuhang on näide õhu liikumisest ühest kohast teise.

Vedelikud on üks igapäevaelu olulisemaid aspekte. Iga päev hingavad inimesed seda sisse, joovad, hõljuvad või vajuvad selles. Iga päev lendavad sellest läbi lennukid ja laevad hõljuvad selle kohal.

Samamoodi võib selles ujuda või hõljuda allveelaev. Vesi, mida joome, ja õhk, mida hingame, ringleb ka kogu aeg inimkehas, kuigi sageli teadvustamata.

Dünaamilised vedelikud on vedelikud (võivad olla vedelikud, gaasid), mis liiguvad. Uuringu hõlbustamiseks loetakse vedelikku siin püsivaks (selle kiirus on püsiv). aeg), kokkusurumatu (maht ei muutu), mitte viskoosne, mitte turbulentne (maht ei muutu) voorud).

Hüdrodünaamika on liikuvate vedelike uurimine. Enne liikuvate vedelike uurimist on vaja teada ideaalset vedelikku ja vedeliku liikumise tüüpe.

---

Ideaalne vedelik

Ideaalne vedelik on vedelik, mis on kokkusurumatu, liikub hõõrdumiseta ja mille vool on statsionaarne:

• Vool on ühtlane, see tähendab, et iga vedeliku osakese kiirus teatud punktis on konstantne nii suuruse kui ka suuna suhtes. Püsivool toimub aeglase voolu korral.
• Vool on irratsionaalne, mis tähendab, et vedelikuosakesel pole selle punkti suhtes mingil hetkel nurka. Voog järgib voolujooni.
• Tihendamatu (kokkusurumatu), see tähendab, et vedeliku maht (tihedus) rõhu mõjul ei muutu.
• Mitte viskoosne, see tähendab, et see ei koge hõõrdumist ei ümbritseva vedeliku kihiga ega seintega, kus see läbib. Viskoossus vedeliku voolus on seotud viskoossusega.

---

Vedelikuvoolu tüüp

Vedeliku voolu on mitut tüüpi. Liikuvat vedelikku läbitud rada nimetatakse voolujooneks. Järgmised vedeliku voolu tüübid on järgmised:

• Sirge või laminaarne vool on sujuv vedeliku vool. Külgnevad kihid libisevad sujuvalt üksteise kohal. Selles voolus kulgevad vedelikuosakesed sujuvalt ja need teed ei ristugi. Laminaarivoolu leitakse torude või voolikute kaudu voolavas vees.
• Turbulentne vool on vool, mida iseloomustavad ebaregulaarsed ringid ja mis sarnaneb keerisega. Turbulentset voolu leidub sageli jõgedes ja kraavides.

---

Dünaamilised vedeliku omadused

Dünaamiliste vedelike üldised omadused on järgmised:

• vedelikku peetakse kokkusobimatuks
• vedelikku peetakse hõõrdumiseta liikuvaks, isegi kui toimub aine liikumine (sellel pole viskoossust).
  Vedeliku vool on statsionaarne vool, st vedeliku osakeste liikumiskiirus ja liikumissuund teatud punktis on alati konstantsed
• ajast sõltumatu (püsiv), mis tähendab, et kiirus on teatud punktis konstantne ja moodustab sidrunivoolu (kihiline)

---

Dünaamiline vedel valem

• ---

  deebet

Vooluhulk on ajaühikus voolava vedeliku maht (tavaliselt sekundis).

Kus:

Q = voolukiirus (m³/s)

A = ristlõikepindala (m²)

V = vedeliku voolukiirus (m / s)

Vedeliku voolu väljendatakse sageli voolukiiruse kujul

Kus:

Q = voolukiirus (m³/s)

V = maht (m³)

t = ajaintervall (id)

• ---

  Toricelli teoreem

Toricelli teoreem on nähtus, kui vesi paisab välja veepaagi august.

Veepaagi august välja voolav vee kineetiline energia on võrdne potentsiaalse energia kogusega.

Seetõttu on auku pritsiva vee kiirus sama kui veetaseme piirist vabalt langev vesi.

Kuna suurem on augu kõrguse vahe veetaseme piirist, seda kiiremini vesi lõhkeb.

X = 2√ (hH)
t = (2H / g)

Teave:
v on august väljuva vedeliku kiirus
H on kaugus, kus vedelik (pinnas) langeb lekkeauguni
X on vedeliku langemise horisontaalne kaugus
t on aeg, mil vedelik võtab vastu maad
h on kaugus vedeliku pinnast lekkeauguni

• ---

  Järjepidevuse võrrand

Jätkuvusvõrrand on võrrand, mis seob vedeliku liikumiskiiruse ühes kohas teises.

Enne suhte loomist on mõistlik mõista mõisteid vedeliku vool. Vooluliini võib määratleda kui ideaalset vedeliku vooluteed (pehme vool).

Puutuja on punkt sirgel, mis annab vedeliku voolu kiiruse suuna.

Vedeliku voolujooned ei ristu üksteisega. Veetoru on voolujoonte kogu.

Q1 = Q2
A1v1 = A2v2

• ---

  Bernoulli võrrand

Bernoulli seadus on seadus, mis põhineb energia jäävuse seadusel ja mida kogetakse vedeliku voolus.

Selles seaduses on öeldud, et rõhu (p), rõhu kineetilise energia ja ruumalaühiku summa ning potentsiaalse energia mahuühiku summa summaarne väärtus on voolujooni igas punktis sama.

P + 1/2 v2 + gh = konstantne

P1 + 1/2 v12 + gh1 = P2 + 1/2 v22 + gh2

Teave:
P on rõhk (Pascal = Pa = N / m2)
on vedeliku tihedus; vedelik või gaas (kg / m3)
g on gravitatsioonist tingitud kiirendus (m / s2)

---

Dünaamilise vedeliku probleemi näide

---

1. probleem.

2012/2013 keskkooli füüsika ÜRO küsimused SA 55 nr 15

Suur veega täidetud vann ja seal on nagu kraan nagu pildil. Kui g = 10 ms^-2, siis on segisti veejuga kiirus ...

A. 3 ms^-1
B. 8 ms^-1
C. 9 ms^-1
D. 30 ms^-1
E. 900 ms^-1

Arutelu
On tuntud :
Kõrgus (h) = 85 cm - 40 cm = 45 cm = 0,45 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m / s²
Soovitakse: kraanist vee pritsimise kiirus (v)
Vastus:

Torricelli teoreem ütleb, et veejuga kiirus läbi augu, mis asub veepinnast h kaugusel, on võrdne vee vaba langemise kiirusega kõrguselt h.
Veejoa kiirus arvutatakse vabalangemise liikumise valemi abil v_t² = 2 g h
v_t² = 2 g h = 2 (10) (0,45) = 9
v_t = 9 = 3 m / s
Õige vastus on A.

2. küsimus.

Vee jaotamise toru kinnitatakse maja seinale, nagu on näidatud järgmisel pildil! Suure toru ja väikese toru ristlõikepinna suhe on 4: 1.
Suure toru asukoht on 5 m maapinnast ja väike toru 1 m maapinnast. Veevoolu kiirus suures torus on 36 km / tunnis rõhul 9,1 x 10⁵ Pa. Määratlege:

a) Vee liikumiskiirus väikeses torus

b) Rõhu erinevus kahel torul
c) rõhk väikeses torus
(ρ_vesi = 1000 kg / m³)

Arutelu
Teadaolev: h₁ = 5 meetrit; h₂ = 1 m; v₁ = 36 km / h = 10 m / s; P₁ = 9,1 x 10⁵ Pa; A₁: A₂ = 4: 1

a) Vee liikumiskiirus väikeses torus
Järjepidevuse võrrand:
A₁v₁ = A₂v₂
(4)(10) = (1) (v₂)
v₂ = 40 m / s

b) Rõhu erinevus kahel torul
Bernoulli võrrandist:
P₁ + ¹/₂ ρv₁² + gh₁ = P₂ + ¹/₂ ρv₂² + gh₂
P₁ P₂ = ¹/₂ ρ(v₂² − v₁²) + g (h₂ h₁)
P₁ P₂ = ¹/₂(1000)(40² − 10²) + (1000)(10)(1 − 5)
P₁ P₂ = (500)(1500) − 40000 = 750000 − 40000
P₁ P₂ = 710000 Pa = 7,1 x 10⁵ Pac) Rõhk väikesele torule
P₁ P₂ = 7,1 x 10⁵
9,1 x 10⁵ P₂ = 7,1 x 10⁵
P₂ = 2,0 x 10⁵ Pa

3. probleem.

Veega täidetud paak ja auk seinas (vt pilti). Vee kiirus august väljumisel on… (g = 10 ms^-2)

A. 12 ms^-1
B. 10 ms^-1
C. 6 ms^-1
D. 5 ms^-1
E. 2 ms^-1

Arutelu
On tuntud :
Kõrgus (h) = 1,5 m - 0,25 m = 1,25 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m / s²
Otsitakse: vee kiirus august väljumisel (v)
Vastus:
v_t² = 2 g h = 2 (10) (1,25) = 25
v_t = 25 = 5 m / s
Õige vastus on D.

4. ülesanne.

1 meetri kõrguse veega täidetud paak (g = 10 ms^-2) ja seinal on lekkeava (vt pilti). Aukust väljuva vee kiirus on ...
A. 1 ms^-1
B. 2 ms^-1
C. 4 ms^-1
D. 8 ms^-1
E. 10 ms^-1
Arutelu
On tuntud :
Kõrgus (h) = 1 m - 0,20 m = 0,8 meetrit
Raskuskiirendus (g) = 10 m / s²
Otsitakse: vee kiirus august väljumisel (v)
Vastus:
v_t² = 2 g h = 2 (10) (0,8) = 16
v_t = 16 = 4 m / s
Õige vastus on D.

5. küsimus.

Toru juhib vett sekundis 1M3 tühjendusega ja seda kasutatakse tammi mõõtmetega (100 X 100 X 10) M. Seejärel arvutage aeg, mis kulub tammi ääreni täitmiseks !.

Vastus:

Nii et vastus on aeg, mis tammi täis saamiseks kulub, see on 100 000 sekundit.

See on ülevaade saidilt Seputardunia.co.id Dünaamiline vedelik,Loodetavasti võib see teie ülevaadet ja teadmisi lisada. Täname külastamast ja ärge unustage teisi artikleid lugeda.