Уравнение Бернулли. Полная энергия потока. Скоростной напор.
презентация к уроку

Слайд 1

Модуль: Аэродинамика как наука ГБПОУ МГОК Автор курса: к.э.н. Шкромада Валентина Ивановна Код и наименование специальности: 25.02.08. Эксплуатация беспилотных авиационных систем УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ. ПОЛНАЯ ЭНЕРГИЯ ПОТОКА. СКОРОСТНОЙ НАПОР ОП.07 основы аэродинамики, динамики полета и летно-технические характеристики беспилотных воздушных судов Наименование программы: Основы аэродинамики

Слайд 2

ОСНОВНЫЕ ЗАКОНЫ АЭРОДИНАМИКИ Используя аэродинамические законы, теоретическая аэродинамика позволяет сделать расчёты аэродинамических сил, действующих на летательный аппарат в полете Уравнение состояния идеального газа (уравнение Клапейрона или уравнение Менделеева- Клапейрона ) Объединенный газовый закон Уравнение постоянства расхода (уравнение неразрывности струи) – закон Эйлера Закон Бернулли

Слайд 3

УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ Закон Бернулли - это следствие закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной и несжимаемой жидкости В аэродинамике воздух рассматривается как несжимаемая жидкость , то есть, такая среда, плотность которой не меняется с изменением давления С тационарным считается поток, в котором частицы перемещаются по неизменным во времени траекториям, которые называют линиями тока. В таких потоках не образуются вихри

Слайд 4

УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ Вернемся к примеру, рассмотренному на предыдущем занятии. Если жидкость течёт по трубе, имеющей разное поперечное сечение, то давление в разных местах трубы будет неодинаковое Мысленно выделим в трубе несколько сечений, обозначив их площади S 1 и S 2 . Соответственно, v 1 и v 2 – скорости течений несжимаемой жидкости через эти сечения

Слайд 5

УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ С увеличением скорости потока жидкости уменьшается давление, и наоборот . Из уравнения неразрывности следует, что v 1 / v 2 = S 2 / S 1 Т.е ., скорости жидкостей обратно пропорциональны площадям сечений. И чем больше площадь сечения, тем меньше скорость жидкости , протекающей через него, и наоборот. При стационарном течении жидкости давление больше в тех местах, где меньше скорость течения, и наоборот

Слайд 6

УРАВНЕНИЕ БЕРНУЛЛИ Таким образом, уравнение Бернулли имеет вид: г де: ρ – плотность жидкости ν – скорость потока h – высота, на которой располагается элемент жидкости ɡ – ускорение свободного падения p – давление в точке пространства, в которой расположен центр массы элемента жидкости

Слайд 7

ПОЛНАЯ ЭНЕРГИЯ ПОТОКА. СКОРОСТНОЙ НАПОР Первое слагаемое уравнения Бернулли – кинетическая энергия потока, или динамическое давление. Его создаёт движение жидкости или газа В авиации его также называют скоростным напором

Слайд 8

ЗАКОН БЕРНУЛЛИ И АВИАЦИЯ С помощью этого закона можно просто объяснить, как возникает подъёмная сила для летательного аппарата тяжелее воздуха Во время полёта крыло самолёта как бы разрезает воздушный поток на две части. Одна часть обтекает верхнюю поверхность крыла, а другая нижнюю. Форма крыла такова, что верхний поток должен преодолеть больший путь для того, чтобы соединиться с нижним потоком в одной точке. Поэтому он двигается с большей скоростью. Так как скорость больше, то и давление над верхней поверхностью крыла меньше, чем под нижней. За счёт разности этих давлений и возникает подъёмная сила крыла

Слайд 9

ЗАКОН БЕРНУЛЛИ И АВИАЦИЯ Во процессе набора высоты воздушным судном возрастает разница давлений, следовательно, увеличивается и подъёмная сила, что позволяет аппарату подниматься вверх. Необходимо уточненить , что вышеописанные законы действуют, если скорость движения воздушного потока меньше скорости звука (до 340 м/с). На этих скоростях воздух можно рассматривать как несжимаемую жидкость. При скоростях выше скорости звука воздушный поток ведёт себя по-другому и его сжимаемостью пренебрегать уже нельзя. Воздух в этих условиях, как любой газ, старается расшириться и занять больший объём. Появляются значительные перепады давления или ударные волны. А сам воздушный поток не сужается, а, наоборот, расширяется. Решением задач о движении воздушных потоков со скоростями, близкими или превышающими скорость звука, занимается газовая динамика , возникшая как продолжение аэродинамики