Thiết bị hoặc máy nào sau đây có nguyên tắc hoạt động không dựa trên định luật Béc nu li
Nguyên tắc hoạt động của thiết bị nào sau đây không dựa trên hiện tượng cảm ứng điện từ ?
Mời các bạn cùng Công ty TNHH Kỹ Thuật Công Nghệ Minh Việt tìm hiểu về định luật Bernoulli và các ứng dụng trong thực tế nhé! Định luật Bernoulli (hay còn gọi là định luật Béc-nu-li, nguyên tắc Bernoulli, nguyên lý Bernoulli) là một ứng dụng của định luật bảo toàn năng lượng. Định luật này được phát hiện bởi Daniel Bernoulli, một nhà toán học Thụy Sĩ - Hà Lan, và được công bố trong cuốn sách Hydrodynamica xuất bản vào năm 1738. Định luật Bernoulli được phát biểu như sau: "Trong một dòng chảy ổn định tổng mọi dạng năng lượng trong chất lưu dọc theo đường dòng là như nhau tại mọi điểm trên đường dòng đó. Đối với ống dòng nằm ngang, tổng áp suất tĩnh và áp suất động tại một điểm bất kỳ được bảo toàn". Công thức định luật Bernoulli đối với ống dòng nằm ngang: Trong đó: p là áp suất của chất lỏng đứng yên hay còn gọi là áp suất tĩnh (Pa); 1/2pv2 là áp suất động của chất lỏng (Pa); p là khối lượng riêng của chất lỏng (kg/m3); v là vận tốc của chất lỏng (m/s). Lưu ý: Chất khí cũng có thể chảy được thành dòng nên trong một số trường hợp có thể sử dụng Định luật Bernoulli cho chất khí giống như chất lỏng. Định luật Bernoulli có thể áp dụng cho các loại dòng chảy chất lỏng khác nhau, dẫn đến các dạng khác nhau của phương trình Bernoulli. Dạng đơn giản của phương trình Bernoulli có giá trị đối với các dòng không thể nén (ví dụ: hầu hết các dòng chất lỏng và khí di chuyển ở số Mach thấp). Các hình thức nâng cao hơn có thể được áp dụng cho các luồng có thể nén ở số Mach cao hơn. Định luật Bernoulli được áp dụng rất nhiều trong các hoạt động thực tế của xã hội hiện đại ngày nay, từ áp suất tĩnh, áp suất động, đo lưu lượng dòng chảy, đo tốc độ... Trong sản xuất công nghiệp, định luật Bernoulli được áp dụng trong các loại đồng hồ đo lưu lượng (hay lưu lượng kế) kiểu chênh áp. Đồng hồ đo lưu lượng kiểu chênh áp là thiết bị dùng để đo và so sánh sự chênh lệch áp suất giữa hai điểm A và B trong cùng một hệ thống hoặc giữa hai khu vực với nhau. Từ đó, người ta sẽ tính toán và biết được lưu lượng chảy trong đường ống hoặc mực nước trong bồn kín. Một trong những ứng dụng thực tế nhất của định luật này là ngành công nghiệp chế tạo máy bay. Khi máy bay cất cánh, sẽ có dòng không khí chảy xung quanh cánh máy bay, nơi có các cánh quạt động cơ. Dòng khí này khiến áp suất ở dưới cánh cao hơn so với phía trên cánh. Theo quy luật tự nhiên, không khí di chuyển từ nơi có áp suất cao tới nơi có áp suất thấp, tất yếu sẽ xuất hiện một lực nâng máy bay lên và nhờ đó máy bay có thể lượn trên không trung dễ dàng. Cánh máy bay càng rộng thì lực nâng này càng lớn và tốc độ để cất cánh càng nhỏ.Một ứng dụng khác của định luật Bernoulli là bộ chế hòa khí (cacbuarato) hay còn gọi là bình xăng con. Đây là một bộ phận trong các động cơ đốt trong dùng để cung cấp hỗn hợp nhiên liệu - không khí cho động cơ. Hay như trong sản xuất nước hoa, một số loại nước hoa được đặt trong bình có vòi phun, xịt. Khi bạn ấn vòi đó xuống, tức là gây ra áp suất thấp trong lọ, khiến nước hoa bị hút theo vòi và phun ra. Bài này viết về Nguyên lý Bernoulli và phương trình Bernoulli trong thủy động lực học. Đối với Định lý Bernoulli trong xác suất, xem luật số lớn. Đối với chủ đề không liên quan trong phương trình vi phân thường, xem phương trình vi phân Bernoulli. Trong thủy động lực học, nguyên lý Bernoulli phát biểu rằng đối với một dòng chất lưu không dẫn nhiệt không có tính nhớt, sự tăng vận tốc của chất lưu xảy ra tương ứng đồng thời với sự giảm áp suất hoặc sự giảm thế năng của chất lưu.[1][2] Nguyên lý này đặt theo tên của Daniel Bernoulli, ông đã công bố nó trong quyển sách của mình Hydrodynamica vào năm 1738.[3][2]
Hộp này:
Nguyên lý Bernoulli áp dụng được cho nhiều loại chất lưu, chúng thể hiện qua kết quả khi viết dưới dạng phương trình Bernoulli. Thực tế, có các dạng phương trình Bernoulli khác nhau cho những loại chất lưu khác nhau. Dạng đơn giản của nguyên lý Bernoulli thỏa mãn cho trường hợp dòng chảy không nén được (ví dụ cho dòng chất lỏng) và cho cả dòng chảy nén được (ví dụ đối với khí) chuyển động nhỏ hơn tốc độ âm thanh (số Mach) (thường là nhỏ hơn 0,3). Các dạng phức tạp hơn ở một số trường hợp có thể áp dụng cho trường hợp dòng chảy nén được chuyển động với vận tốc lớn hơn các số Mach (xem cách suy luận ra phương trình Bernoulli). Nguyên lý Bernoulli là hệ quả của định luật bảo toàn năng lượng. Nó phát biểu rằng, trong một dòng chảy ổn định, tổng mọi dạng năng lượng trong chất lưu dọc theo đường dòng là như nhau tại mọi điểm trên đường dòng đó. Điều này đòi hỏi rằng tổng động năng, thế năng và nội năng phải là hằng số.[2] Do đó một sự tăng vận tốc của chất lưu – hàm ý sự tăng ở cả áp suất động lực và động năng – diễn ra đồng thời với sự giảm (theo tổng của) áp suất tĩnh, thế năng và nội năng. Nếu chất lưu chảy ra khỏi một nguồn, tổng mọi dạng năng lượng sẽ là như nhau trên mọi đường dòng bởi vì trong nguồn năng lượng trên một đơn vị thể tích (tổng áp suất và thế năng hấp dẫn ρ g h) là như nhau ở khắp nơi.[4] Nguyên lý Bernoulli cũng suy được trực tiếp từ định luật thứ hai của Newton. Nếu một thể tích nhỏ của chất lưu chảy theo phương ngang từ vùng có áp suất cao đến vùng có áp suất thấp, thì áp suất mặt sau của nó sẽ lớn hơn áp suất ở mặt trước của nó. Điều này dẫn tới có tổng hợp lực trên đơn vị thể tích, làm gia tốc nó dọc theo đường dòng.[5][6][7] Các hạt chất lỏng chỉ chịu áp suất và trọng lượng của chúng. Nếu một chất lỏng hạt chảy theo phương ngang và dọc theo tiết diện của đường dòng, nơi vận tốc tăng lên chỉ có thể vì chất lỏng qua tiết diện đó di chuyển từ vùng có áp suất cao hơn sang vùng có áp suất thấp hơn; và nếu vận tốc của nó giảm, chỉ có thể bởi nó di chuyển từ vùng có áp suất thấp hơn sang vùng có áp suất lớn hơn. Hệ quả là, đối với chất lỏng chảy theo phương ngang, vận tốc lớn nhất xuất hiện khi có áp suất nhỏ nhất, và vận tốc nhỏ nhất xuất hiện khi có áp suất cao nhất.[8] Trong hầu hết các chất lỏng, và khí có vận tốc nhỏ hơn số Mach, mật độ của một lượng chất lỏng có thể coi là không đổi, bất kể áp suất biến đổi trong chất lỏng. Do đó, chất lưu có thể coi là không nén được và gọi là dòng không nén được. Bernoulli thực hiện thí nghiệm của mình trên chất lỏng, vì vậy phương trình của ông ban đầu chỉ đúng cho dòng không nén được. Dạng phương trình Bernoulli phổ biến, đúng tại một điểm bất kỳ dọc theo đường dòng là:
với: v {\displaystyle v\,} vận tốc của dòng chất lỏng tại điểm trên đường dòng, g {\displaystyle g\,} là gia tốc trọng trường, z {\displaystyle z\,} là cao độ của điểm so với một mặt phẳng tham chiếu, với giá trị dương của z-hướng lên trên – ngược chiều với hướng của vectơ gia tốc trọng trường, p {\displaystyle p\,} là áp suất tại điểm đó, và ρ {\displaystyle \rho \,} là mật độ tại mọi điểm trong chất lỏng.Đối với trường lực bảo toàn, phương trình Bernoulli có thể tổng quát thành:[9] v 2 2 + Ψ + p ρ = constant {\displaystyle {v^{2} \over 2}+\Psi +{p \over \rho }={\text{constant}}}với Ψ là lực thế tại điểm đang xét trên đường dòng. Ví dụ đối với trường hấp dẫn của Trái Đất Ψ = gz. Hai giả sử sau phải được đáp ứng để có thể áp dụng được nguyên lý Bernoulli:[9]
Bằng cách nhân với mật độ chất lỏng ρ {\displaystyle \rho } , phương trình (A) có thể viết lại thành: hay: q + ρ g h = p 0 + ρ g z = constant {\displaystyle q\,+\,\rho \,g\,h\,=\,p_{0}\,+\,\rho \,g\,z\,=\,{\text{constant}}\,}với: q = 1 2 ρ v 2 {\displaystyle q\,=\,{\tfrac {1}{2}}\,\rho \,v^{2}} là áp lực động, h = z + p ρ g {\displaystyle h\,=\,z\,+\,{\frac {p}{\rho g}}} là độ cao thủy lực hay cột nước tĩnh (tổng của cao độ z và cột áp thủy tĩnh hay độ cao cột nước)[10][11] và p 0 = p + q {\displaystyle p_{0}\,=\,p\,+\,q\,} là áp lực tổng (tổng áp lực tĩnh p và áp lực động q).[12]Có thể chuẩn hóa hằng số trong phương trình Bernoulli. Cách tiếp cận chung là viết nó theo cột nước toàn phần hay năng lượng tổng H: H = z + p ρ g + v 2 2 g = h + v 2 2 g , {\displaystyle H\,=\,z\,+\,{\frac {p}{\rho g}}\,+\,{\frac {v^{2}}{2\,g}}\,=\,h\,+\,{\frac {v^{2}}{2\,g}},}Phương trình trên cho thấy có vận tốc dòng khi áp lực bằng 0, và thậm chí ở vận tốc lớn hơn có thể có áp lực âm. Đa số khí và chất lỏng không có áp lực âm tuyệt đối hay thậm chí áp lực 0, vì vậy rõ ràng phương trình Bernoulli còn đúng trước khi chất lưu đạt tới áp lực 0. Trong chất lỏng – khi áp lực trở lên quá thấp – sẽ xuất hiện bọt khí (cavitation). Phương trình trên sử dụng mối quan hệ tuyến tính giữa bình phương vận tốc chảy và áp lực. Đối với khí có vận tốc chuyển động lớn, hoặc đối với sóng âm thanh trong chất lỏng, sự thay đổi về mật độ khối lượng trở lên đáng kể do đó giả sử về mật độ hằng số không còn áp dụng được nữa.
Lấy từ “https://vi.wikipedia.org/w/index.php?title=Nguyên_lý_Bernoulli&oldid=67802898” |