Kaip slėgis susijęs su skysčių srautu?

Šiuolaikinė aviacija būtų neįmanoma be aerodinaminės analizės, pagrįstos pagrindiniais skysčių mechanikos principais. Nors pokalbio kalba „skystis“ dažnai yra „skysčio“ sinonimas, mokslinė skysčio samprata taikoma ir dujoms, ir skysčiams. Pagrindinė skysčių charakteristika yra polinkis tekėti - arba, kalbant technine kalba, nuolat deformuotis - esant įtampai. Slėgio sąvoka yra glaudžiai susijusi su svarbiomis tekančio skysčio savybėmis.

Slėgio galia

Techninis slėgio apibrėžimas yra jėga ploto vienetui. Slėgis gali būti prasmingesnis už susijusius dydžius, tokius kaip masė ar jėga, nes praktinės įvairių scenarijų pasekmės dažnai priklauso nuo slėgio. Pavyzdžiui, jei naudosite piršto galiuką, kad agurkas veiktų švelniai žemyn, nieko neįvyks. Jei tą pačią jėgą taikote aštraus peilio ašmenimis, perpjaukite agurką. Jėga yra ta pati, tačiau ašmenų kraštas turi daug mažesnį paviršiaus plotą, taigi jėga ploto vienetui, kitaip tariant, slėgis, yra daug didesnė.

Tekančios jėgos

Slėgis taikomas tiek skysčiams, tiek kietiems daiktams. Skysčio slėgį galite suprasti vizualizuodami vandenį, tekantį per žarną. Judantis skystis daro jėgą vidinėms žarnos sienelėms, o skysčio slėgis yra lygiavertis šiai jėgai, padalytai iš žarnos vidinio paviršiaus ploto tam tikrame taške.

instagram story viewer

Uždara energija

Jei slėgis lygus jėgai, padalytai iš ploto, slėgis taip pat lygus jėgos ir atstumo dalijimui iš ploto ir atstumo: FD / AD = P. Ploto ir atstumo atstumas yra tolygus tūriui, o jėgos ir atstumo atstumas yra darbo formulė, kuri šioje situacijoje prilygsta energijai. Taigi skysčio slėgį taip pat galima apibrėžti kaip energijos tankį: bendrą skysčio energiją, padalytą iš tūrio, kuriuo skystis teka. Supaprastintam skysčio atvejui, kuris tekėdamas nekeičia aukščio, bendra energija yra slėgio energijos ir judančių skysčio molekulių kinetinės energijos suma.

Taupoma energija

Esminis santykis tarp slėgio ir skysčio greičio užfiksuotas Bernoulli lygtyje, kurioje teigiama, kad visa judančio skysčio energija yra išsaugota. Kitaip tariant, energijos suma dėl slėgio ir kinetinės energijos išlieka pastovi net ir pasikeitus srauto tūriui. Taikydami Bernoulli lygtį, galite parodyti, kad slėgis iš tikrųjų sumažėja, kai skystis eina per susiaurėjimą. Bendra energija prieš susiaurėjimą ir susiaurėjimo metu turi būti vienoda. Laikantis masės išsaugojimo, skysčio greitis turi padidėti susiaurėjusiame tūryje, taigi ir kinetinė energija didėja. Bendra energija negali keistis, todėl slėgis turi mažėti, kad būtų subalansuotas kinetinės energijos padidėjimas.

Teachs.ru
  • Dalintis
instagram viewer