• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.方程式
  • 3.1.原表达形式
  • 3.2.假设条件
  • 3.3.推导过程
  • 4.详细介绍
  • 5.作者介绍
  • 6.发现过程
  • 7.应用举例
  • 8.参考资料

伯努利原理

流体力学中的定律

伯努利原理(又称伯努利定律)是流体力学中的一个定律,由瑞士流体物理学家丹尼尔·伯努利于1726年提出。

它是水力学所采用的基本原理,即:动能+重力势能+压力势能=常数。其最著名的推论为:等高流动时,流速大,压力就小1。它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。

基本信息

  • 中文名

    伯努利原理

  • 外文名

    Bernoulli's principle

  • 表达式

    p+1/2ρv^2+ρgh=C

  • 提出者

    丹尼尔·伯努利

  • 提出时间

    1726年

  • 应用学科

    流体力学2

  • 适用领域范围

    不同类型的流体流动

方程式

原表达形式

示例图

适于理想流体(不存在摩擦阻力)。式中P为流体中某点的压强,v为流体该点的流速,ρ为流体密度,g为重力加速度,h为该点所在高度,C是一个常量。3

假设条件

使用伯努利定律必须符合以下假设,方可使用;如没完全符合以下假设,所求的解也是近似值。

  • 定常流:在流动系统中,流体在任何一点之性质不随时间改变。

  • 不可压缩流:密度为常数,在流体为气体适用于马赫数(Ma)<0.3。

  • 无摩擦流:摩擦效应可忽略,忽略黏滞性效应。

  • 流体沿着流线流动:流体元素沿着流线而流动,流线间彼此是不相交的。

推导过程

流体因受力所得的能量

考虑一符合上述假设的流体,如图所示:

流体因受力所得的能量:

流体因引力做功所损失的能量

流体因引力做功所损失的能量:

流体所得的动能可以改写为

流体所得的动能可以改写为:

能量守恒定律

根据能量守恒定律,流体因受力所得的能量+流体因引力做功所损失的能量=流体所得的动能。

流体因受力所得的能量+流体因引力做功所损
参考