Идеал сұйықтық ағыны үшін Бернулли теңдеулері

1.

Идеал сұйықтық ағыны
үшін Бернулли теңдеулері
Бұл презентацияда Бернулли теңдеулері мен олардың
идеал және нақты сұйықтық ағындарына қолданылуы
қарастырылады.

2.

Идеал сұйықтық ағынының негіздері
Идеал сұйықтық
Ағынының тұрақтылығы
Ағын сызықтары
Сырқатсыз, сығылмайтын
Динамикалық және
Жүйелі және бүгу жоқ,
және үйкеліссіз сұйықтық.
стационарлық жағдайларға
нүктелер арасындағы
бөлінеді.
байланыс сақталады.

3.

Бернулли теңдеуі: физикалық мағынасы
Энергияның сақталуы
Қысым және жылдамдық
Бернулли теңдеуі энергияның сұйықтық
Бернулли теңдеуі қысым мен жылдамдық
бойымен сақталуын сипаттайды. Ол
арасындағы кері байланысты анықтайды:
сығылмайтын және үйкеліссіз сұйықтықтағы
сұйықтықтың жылдамдығы артқан сайын оның
энергияның кинетикалық, потенциалдық және
қысымы төмендейді. Бұл принцип сұйықтық
қысымдық түрлерінің қосындысы тұрақты
ағындарының мінез-құлқын түсінуге мүмкіндік
екенін көрсетеді. Бұл физикалық заң сұйықтық
береді және инженерлік жүйелерде, мысалы,
ағынын зерттеуде маңызды рөл атқарады және
арналар мен құбырларда сұйықтық қозғалысын
гидродинамиканың негізі болып табылады.
жобалауда қолданылады.

4.

Идеал сұйықтықтың Бернулли теңдеуі
Негізгі өрнек
Қысым (p)
Кинетикалық энергия
p + ½ ρv² + ρgh = тұрақты
(нүктелер бойымен)
Сұйықтықтың ішкі
қысымы.
½ ρv² — жылдамдыққа
тәуелді энергия.

5.

Көлденең қималары және олардың рөлі
Көлденең қиманың анықтамасы
Өрістердің көлемі
- Сұйықтық ағыны арқылы өтетін кесінді.
- Қиманың ауданы ағын жылдамдығына әсер
етеді.
Негізгі түрлері
Дөңгелек
Тікбұрышты
Бос қуыс тәрізді

6.

Континуум теңдеуі және
көлденең қималар
1
Массаның сақталуы
2
Континуум теңдеуі
A₁v₁ = A₂v₂, мұндағы A
3
Өту жылдамдығы мен
көлденең қиманың
көлденең қиманың
ауданы, v – ағын
көбейтіндісі тұрақты
жылдамдығы.
Ағын жылдамдығының өзгеруі
Қима кішірейген сайын жылдамдық ұлғаяды.

7.

Нақты сұйықтық
ағынының ерекшеліктері
Үйкеліс және қоюлық
Тұтқырлық әсері
Сұйықтықтың ішкі
Ағын ішіндегі
үйкеліс күші мен
жылдамдықтың
қоюлығы бар.
өзгеруіне себеп болады.
Түрлі ағын режимдері
Ламинарлық
Түрбуленттік

8.

Төмен жы л дамды қта сұйы қты қ (газ) бір-біріне арал аспай
сы рғы п кетет ін қабаттарға бөл інгендей ағы п кетеді. Б ұл ағы м
л аминарл ы деп атал ады .
Жы л дамды қ жоғары л аған с айы н с ұйы қты қ ағы ны ны ң сипаты
өзгереді. Сұйы қты қ қабаттары кездейсоқ арал ас а бастайды ,
бұры л ы стар пайда бол ады . Б ұл ағы м т урбулентт і деп
атал ады .

9.

Үйкеліс коэффициенттері
және олардың маңызы
Рейнольдс саны
Ағынның ламинарлық
Үйкеліс
коэффициенті
немесе түрбуленттік
Ағынның ішкі кедергісі
екенін анықтайды.
көрсетеді.
Құбырдың кедергісі
Құбыр бетінің қалыңдығы мен материалына
тәуелді.

10.

Нақты сұйықтық
ағындарының есептеу
әдістері
Энергия теңдеулерін
пайдалану
Практикалық
формулалар
Үйкеліс және басқада
Дарси-Вейсбаха, Пуазейль
кедергілерді ескеру.
формулалары.
Эксперименттік мәліметтер
Лабораториялық сынамалар мен өлшеулер.

11.

Идеал сұйықтықтың стационарлық ағынындағы кинетикалық және потенциалдық энергиялардың
қысымы мен тығыздығының қосындысы ағынның кез келген қимасы үшін тұрақты болып қалады
3 қысым теңдеуі:
Бернулли теңдеуі:

12.

Қолдану салалары:
инженерлік жүйелер
Су тасымалдау
Құбыр желілері
Тұрақты қысымды
Ағынын оңтайлы
қамтамасыз ету үшін.
жобалау үшін.
Гидравликалық есептеулер
Жүйелердің тиімділігін арттыру мақсатында.

13.

Табиғи құбылыстарда Бернулли принципі
Өзендердегі ағын
жылдамдығы
Ауа ағынындағы
қысым
Климаттық әсерлер
Қысыңқы жерлерде
Төмен қысымды аймақтар
Ағынның қолданылуы ауа
жылдамдық
түзіледі.
райы болжамында.
жоғарылайды.

14.

Бернулли теңдеуі авиацияда
Көтерілу күші
Ағын жылдамдығының маңызы
Қанаттар үстіндегі және астындағы
Жоғары жылдамдық төмен қысымға
қысым айырмашылығы ұшақтың
әкеледі, бұл Бернулли теңдеуінің
көтерілуін қамтамасыз етеді.
негізгі қағидасы. Қанаттардың
Қанаттың пішіні ауа ағынының
үстіндегі ауа ағынының
жоғары жылдамдықпен өтуіне
жылдамдығы артқанда, қысымы
мүмкіндік береді, бұл төмен
төмендейді, ал астындағы ауа
қысымды аймақ жасайды.
қысымы жоғары болады.
Бұл қысым айырмашылығы ұшақты
Бұл қысым айырмашылығы арқылы
көтереді, ол аэродинамикалық
көтерілу күші пайда болады және
көтерілу деп аталады. Бұл принцип
ұшақтың ұшуын қамтамасыз етеді.
ұшақтың тұрақты және тиімді
Сондықтан ұшудың әр түрлі
ұшуына негіз болады.
кезеңдерінде ауа ағынының
жылдамдығы мен қысымы
контролденеді.

15.

Бернулли теңдеуінің
шектеулері
Үйкеліссіздік жағдайы
Түрбуленттік әсері
Теңдеу нақты ағындарға
Тек идеал жағдайларда
толық сәйкес келмейді.
қолданылады.
Қатты кедергілер
Қозғалыс жолындағы бөгеттер есептелмейді.

16.

Практикалық мысал: құбырға сұйықтық ағыны
Өлшеу әдістері
Есептеу нәтижелері
Құбыр ішіндегі қысым мен жылдамдықты дәл
Бернулли теңдеуін пайдалана отырып,
өлшеу үшін пьезометрлер және жылдамдық
сұйықтықтың әрбір көлденең қимасындағы қысым
сенсорлары пайдаланылады. Сонымен қатар,
мен жылдамдықтың арасындағы қатынас
қысымның өзгерістерін бақылау үшін
анықталады. Есептеулер көрсеткендей,
манометрлер орнатылған. Бұл әдістер
жылдамдық артқан жерлерде қысым төмендейді,
сұйықтықтың ағыс параметрлерін нақты
ал баяу ағыс аймақтарында қысым көтеріледі.
анықтауға мүмкіндік береді, идеал және нақты
Бұл нәтижелер нақты жағдайларда да
ағындарды салыстыруды қамтамасыз етеді.
сұйықтықтың қозғалысын түсінуді жеңілдетеді.

17.

Гидродинамикадағы
Бернулли принципінің
маңызы
Ағынның
сипаттамасы
Энергияның
сақталуы
Қысым мен
Гидромеханикалық
жылдамдық
жүйелердің тиімділігі.
өзгерістерін анықтау.
Жүйелерді оңтайландыру
Энергия үнемдеу және жұмыс сапасы.

18.

Бернулли теңдеуін
компьютерлік модельдеу
Модельдеудің
артықшылықтары
Шектеулері мен
қиындықтар
Жылдам және дәл ағын
Күрделі құбылыстарды
анализі.
толық емес көрсету.
Қолдану салалары
Инженерия, экология және аэродинамика.

19.

Суды басқарудағы Бернулли
теңдеуінің рөлі
Қысым және ағынды
басқару
Инженерлік есептер
Суды тиімді бөлу және қысымды
теңдеудің қолданылуы.
реттеу. Бернулли теңдеуі су
Гидравликалық құрылымдардың
желілеріндегі қысым мен
жобалауында және су жеткізу
жылдамдық қатынасын анықтауға
желілеріндегі ағынды есептегенде
көмектеседі, бұл жүйенің қауіпсіз
пайдаланылады.
және үнемді жұмыс істеуін
Мысалы, су қоймалары мен
қамтамасыз етеді.
резервуарларда қысым мен ағынды
Қысымның өзгеруі арқылы ағын
теңестіріп, жүйенің тиімділігін
жылдамдығын бақылап, су
арттыруда маңызды рөл атқарады.
үнемдеуді және инфрақұрылымның
қызмет көрсету мерзімін ұзартады.
Су ресурстарын басқарудағы

20.

Өндірістегі гидравликалық
жүйелер
Гидравликалық
қуат беру
Қысымды өлшеу
Теңдеуді жүйе
Жүйедегі қысым
өнімділігін бағалауда
жоғалтуларын
қолданылады.
анықтау.
Ағынды бақылау
Гидравликалық құрылғылардың жұмыс тиімділігі.

21.

Қорытынды: Бернулли теңдеуінің
маңыздылығы
Теориялық негіз
Үздіксіз даму
Гидравлика мен
Практикалық
қолданыс
гидродинамиканың іргетасы.
Инженерлік жүйелерде
маңызды.
кеңінен пайдаланылады.
Нақты жағдайларға бейімделу

22.

Келесі қадамдар және
зерттеу бағыттары
1
3
Нақты
ағындарды
моделдеу
2
Эксперимен
ттік
зерттеулер
Түрбуленттік пен
Бернулли теңдеуін
кедергілерді тиімді
тәжірибелік түрде
есептеу.
растау.
Технологиялық интеграция
Жаңа гидравликалық жүйелер жобалау.