伯努利原理[伯努利原理]
适于理想流体(不存在摩擦阻力)。式中各项分别表示单位流体的动能、位能、静压能之差。
- 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。
这个式子被称为伯努利方程。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。它也可以被表述为:
在图69中,T管是固定在铁制的圆盘DD上的;空气从T管里出来以后,还要擦过另外一个跟T管不相连的圆盘dd。两个圆盘之间的空气的流速很大,但是这个速度越接近盘边降低得越快,因为气流从两盘之间流出来,切面在迅速加大,再加上惯性在逐渐被克服,但是圆盘四周的空气压力是很大的,因为这里的气流速度小;而圆盘之间的空气压力却很小,因为这里的气流速度大。因此图盘周围的空气对圆盘的压力较大,并试图推开这两个圆盘;结果是,从T管里吹出的气流越强,圆盘dd被吸向圆盘DD的力也越大。
图70和图69相似,所不同的只是用了水。如果圆盘DD的边缘是向上弯曲的,那么在圆盘DD上迅速流动着的水会从原来比较低的水面自己上升到跟水槽里的静水面一般高。因此圆盘下面的静水就比圆盘上面的动水有更高的压力,结果就使圆盘上升。轴P的用途是不让圆盘向旁边移动。
图71画的是一个飘浮在气流里的很轻的小球。气流冲击着小球,不让它落下来。当小球一跳出气流,周围的空气就会把它推回到气流里,因为周围的空气速度小,压力大,而气流里的空气速度大,压力小。
图72中的两艘船在静水里并排航行着,或者是并排地停在流动着的水里。两艘船之间的水面比较窄,所以这里的水的流速就比两船外侧的水的流速高,压力比两船外侧的小。结果这两艘船就会被围着船的压力比较高的水挤在一起。海员们都很知道两艘并排驶着的船会互相强烈地吸引。
在图72中所说的这种现象,可以用下面的实验来说明。把两个很轻的橡皮球照图74那样吊着。如果你向两球中间吹气,它们就会彼此接近,并且互相碰撞。