Како се притисак односи на проток течности?

Савремено ваздухопловство било би немогуће без аеродинамичке анализе засноване на основним принципима механике флуида. Иако је „течност“ у конверзационом језику често синоним за „течност“, научни концепт течности примењује се и на гасове и на течности. Карактеристика флуида је тенденција да тече - или, техничким језиком, непрекидно се деформише - под напоном. Концепт притиска је уско повезан са важним карактеристикама проточне течности.

Снага притиска

Техничка дефиниција притиска је сила по јединици површине. Притисак може бити значајнији од сродних величина, попут масе или силе, јер практичне последице различитих сценарија често зависе првенствено од притиска. На пример, ако врхом прста примените благу силу наниже на краставац, ништа се неће догодити. Ако ту исту силу примените оштрицом оштрог ножа, пресећете краставац. Сила је иста, али ивица сечива има много мању површину, па је самим тим и сила по јединици површине - другим речима, притисак - много већа.

Текуће снаге

Притисак се односи и на течности и на чврсте предмете. Притисак течности можете разумети визуализујући воду која тече кроз црево. Течност у покрету делује на унутрашње зидове црева, а притисак течности је еквивалентан тој сили подељеној унутрашњом површином црева у датој тачки.

instagram story viewer

Затворена енергија

Ако је притисак једнак сили подељеној са површином, притисак је такође једнак сили пута раздаљини подељеној са површином пута раздаљине: ФД / АД = П. Површина пута раздаљина еквивалентна је запремини, а сила пута раздаљина формула је рада, која је у овој ситуацији еквивалентна енергији. Дакле, притисак течности се такође може дефинисати као густина енергије: укупна енергија течности подељена запремином у којој течност тече. За поједностављени случај течности која не мења коту док тече, укупна енергија је збир енергије притиска и кинетичке енергије молекула течности у покрету.

Конзервирана енергија

Основни однос између притиска и брзине флуида забележен је у Берноуллијевој једначини, која каже да је укупна енергија покретне течности сачувана. Другим речима, сума енергије услед притиска и кинетичке енергије остаје константна чак и када се запремина протока мења. Применом Берноулли-јеве једначине можете показати да се притисак заправо смањује када течност путује кроз сужење. Укупна енергија пре сужења и током сужења мора бити иста. У складу са очувањем масе, брзина течности мора да се повећа у суженој запремини, а тиме се повећава и кинетичка енергија. Укупна енергија се не може променити, па притисак мора да се смањи како би се уравнотежио пораст кинетичке енергије.

Teachs.ru
  • Објави
instagram viewer