有趣的伯努利原理-0130
流体压强与流速关系的伯努利原理解析

流体压强与流速关系的伯努利原理解析伯努利原理是涉及流体运动的基本定律之一,探讨了流体在不同速度和位置时的压强变化关系。
这一原理在自然界和工程学领域中都有着广泛的应用,影响着我们周边许多现象和设备的设计与运行。
伯努利原理的基本概念伯努利原理简单来说是指在穿过管道或管道系统时,速度较快的流体会产生较低的压力,而速度较慢的流体会产生较高的压力。
这一原理揭示了流体动能、压力和位能之间的关联,通过数学表达可以更清晰地理解这种关系。
流体压强与流速的关系根据伯努利原理,流体的压强、速度和高度之间存在着密切的联系。
当流体在管道中流动时,如果速度增大,根据伯努利原理,压强会相应地降低。
这意味着流速越快,压强就会越低;反之,流速越慢,压强就会越高。
在实际应用中,比如飞机在飞行过程中,翅膀的上表面和下表面流经气流的速度不同,根据伯努利原理,上表面的气流速度快、压强小,而下表面的气流速度慢、压强大,这就产生了升力,使飞机得以飞行。
工程中的应用伯努利原理在工程学中有着广泛的应用。
例如,水利工程中的水泵设计、管道系统的优化、风力发电机的设计等都离不开对流体运动特性的深入理解和应用。
另外,汽车运动中也可以看到伯努利原理的应用。
赛车运动中,车辆的设计会考虑到空气动力学效应,通过改变车身形状和设计增压装置等方式来调节车辆周围气流的速度,以达到提高速度和稳定性的目的。
伯努利原理揭示了流体在运动中压强与流速之间的紧密关系,为我们理解和应用流体力学提供了重要的理论支持。
在工程领域,深入研究和应用这一原理,不仅可以优化设计方案,提高效率,还能够创造出更多创新的解决方案。
希望通过本文的解析,读者能更深入地了解流体压强与流速之间的关系,进一步探索伯努利原理在各个领域中的应用,为未来的科学研究和工程实践提供启示。
有趣的伯努利原理-0130精编版

团队组织工作建议
团队工作机制,不让每一只大雁掉队, 缺勤人员每次给团队贡献一个大红包, 下次演讲总筹备轮值组长将从积分最少 的四人中选出:
汤宇梁、向东平、周炜、唐凯
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用这个原理来审视这次事故,就不难找出事故的 原因。当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的 水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强,也 就比外侧对两船外侧的压强要小。
于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近, 最后相撞。现在航海上把这种现象称为"船吸现象"。
伯努利原理运用于飞机
飞机为什么能够飞上天?
在迎风面两侧的幕墙,风向与幕墙平 行:
室内空气流速小压力大; 室外空气由于没有障碍物,风速大则 压力小,幕墙就被外吸,与伯努利原理相 符。风向与幕墙平行,幕墙产生负风压。
所以,在幕墙及外围护结构设计中, 要结合伯努利原理,不仅要考虑风压荷载, 也要同时考虑风吸荷载。
伯努利原理对团队协作的启示
——齐心协力,驭风而行!
城市--自然通风
绿岛式廊道
通廊式
通廊式(优化)
在城市建设中利用伯努利原理构建绿地 廊道能够促进城市通风,缓解城市热岛效应, 改善城市环境微气候。
当绿地廊道相对于城市主导风向的方向 性、与城市外围自然环境的贯通性,以及廊 道与廊道之间的形态互动性等多方面综合考 虑才能整体发挥最大效益。在这里我们仅举 几个最简单的常见案例。
其实质是流体的机械能守恒,即:
动能+压力势能+位置势能=常数
伯努利原理生活中的现象

伯努利原理生活中的现象
伯努利原理在生活中的一些典型现象包括:
1. 飞机机翼产生升力- 空气速度变化导致压强变化,根据伯努利原理产生升力。
2. 喷气式发动机的工作原理- 压缩空气,加速喷出,产生推力。
3. 风力发电机的运转- 风力带动涡轮机叶片旋转,空气速度变化产生动力。
4. 浴室的换气扇- 扇叶高速旋转造成压强梯度,排出浴室空气。
5. 水龙头两侧的负压- 水流喷出时速度变快,根据伯努利原理降低本地压强。
6. 卡式耳机- 耳机间的压强差带动膜片振动,产生音乐声音。
7. 喇叭和号角- airs流经管道时速度改变,压强差形成音波。
8. 海湾流的形成- 地转偏向力作用下,海水产生压强梯度而流动。
9. 风箱的鼓风原理- 气流通过缩小的出口加速,减小出口压强。
10. 帆船的前进- 帆布受风带动船只前进,空气产生动量交换。
伯努利方程的原理及其应用

伯努利方程的原理及其应用摘要:伯努利方程是瑞士物理学家伯努利提出来的,是理想流体做稳定流动时的基本方程,是流体定常流动的动力学方程,意为流体在忽略粘性损失的流动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。
伯努利方程对于确定流体内部各处的压力和流速有很大意义,在水利、造船、航空等部门有着广泛的应用。
关键词:伯努利方程发展和原理应用1.伯努利方程的发展及其原理:伯努利方程是瑞士物理学家伯努利提出来的,是理想流体做稳定流动时的基本方程,流体定常流动的动力学方程,意为流体在忽略粘性损失的流动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位势能之和保持不变。
对于确定流体内部各处的压力和流速有很大意义,在水利、造船、航空等部门有着广泛的应用。
伯努利方程的原理,要用到无黏性流体的运动微分方程。
无黏性流体的运动微分方程:无黏性元流的伯努利方程:实际恒定总流的伯努利方程:z1++=z2+++h w总流伯努利方程的物理意义和几何意义:Z----总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的位能,位置高度或高度水头;----总流过流断面上某点(所取计算点)单位重量流体的压能,测压管高度或压强水头;----总流过流断面上单位重量流体的平均动能,平均流速高度或速度水头;hw----总流两端面间单位重量流体平均的机械能损失。
总流伯努利方程的应用条件:(1)恒定流;(2)不可压缩流体;(3)质量力只有重力;(4)所选取的两过水断面必须是渐变流断面,但两过水断面间可以是急变流。
(5)总流的流量沿程不变。
(6)两过水断面间除了水头损失以外,总流没有能量的输入或输出。
(7)式中各项均为单位重流体的平均能(比能),对流体总重的能量方程应各项乘以ρgQ。
2.伯努利方程的应用:伯努利方程在工程中的应用极其广泛,下面介绍几个典型的例子:※文丘里管:文丘里管一般用来测量流体通过管道时的流量。
新一代差压式流量测量仪表,其基本测量原理是以能量守恒定律——伯努力方程和流动连续性方程为基础的流量测量方法。
伯努利方程原理以及在实际生活中的运用

伯努利方程原理以及在实际生活中的运用2011444367 陈高威在我们传输原理学习当中有很多我们实际生活中运用到的原理,其中伯努利方程是一个比较重要的方程。
在我们实际生活中有着非常重要广泛的作用,下面就伯努利方程的原理以及其运用进行讨论下。
伯努利方程p+ρgh+(1/2)*ρv ²=c 式中p、ρ、v分别为流体的压强,密度和速度;h为铅垂高度;g为重力加速度;c为常量。
它实际上流体运动中的功能关系式,即单位体积流体的机械能的增量等于压力差说做的功。
伯努利方程的常量,对于不同的流管,其值不一定相同。
相关应用(1)等高流管中的流速与压强的关系根据伯努利方程在水平流管中有p+(1/2)*ρv ²=常量故流速v大的地方压强p就小,反之流速小的地方压强大。
在粗细不均匀的水平流管中,根据连续性方程,管细处流速大,所以管细处压强小,管粗处压强大,从动力学角度分析,当流体沿水平管道运动时,其从管粗处流向管细处将加速,使质元加速的作用力来源于压力差。
下面就是一些实例伯努利方程揭示流体在重力场中流动时的能量守恒。
由伯努利方程可以看出,流速高处压力低,流速低处压力高。
三、伯努利方程的应用:1.飞机为什么能够飞上天?因为机翼受到向上的升力。
飞机飞行时机翼周围空气的流线分布是指机翼横截面的形状上下不对称,机翼上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。
由伯努利方程可知,机翼上方的压强小,下方的压强大。
这样就产生了作用在机翼上的方向的升力。
2.喷雾器是利用流速大、压强小的原理制成的。
让空气从小孔迅速流出,小孔附近的压强小,容器里液面上的空气压强大,液体就沿小孔下边的细管升上来,从细管的上口流出后,空气流的冲击,被喷成雾状。
3.汽油发动机的汽化器,与喷雾器的原理相同。
汽化器是向汽缸里供给燃料与空气的混合物的装置,构造原理是指当汽缸里的活塞做吸气冲程时,空气被吸入管内,在流经管的狭窄部分时流速大,压强小,汽油就从安装在狭窄部分的喷嘴流出,被喷成雾状,形成油气混合物进入汽缸。
生活中的伯努利原理

生活中的伯努利原理
伯努利原理是描述流体运动的基本原理,它可以应用于许多日常生活中的场景,比如:
1.吹气球:当我们吹气球时,气体在气球内部形成了一定的压力,而气球外部的空气压力较低。
根据伯努利原理,气流在两个不同压力的区域之间会加速,因此气流在气球口处会加速,使得气球口处的气体压力变得更低,从而帮助我们将气球充起来。
2.飞机起飞和降落:飞机起飞时,机翼上的空气流速增加,而压力降低,从而产生上升的升力;降落时,机翼上的空气流速减小,而压力增加,从而产生下降的阻力。
3.水龙头:当我们打开水龙头时,水流在喷嘴处加速,从而产生较低的压力,使得水能够流出来。
同样的道理,当我们将手指放在喷嘴处,水流速度减慢,从而产生较高的压力,使得水流变小。
4.汽车行驶:当汽车行驶时,车头形成了一个向前的气流,而车尾形成了一个向后的气流。
根据伯努利原理,车头气流速度较快,压力较低,而车尾气流速度较慢,压力较高,从而形成了一个向后的推力,帮助汽车行驶。
总之,伯努利原理在日常生活中有着广泛的应用,它帮助我们理解了许多看似神奇的现象,同时也为我们带来了很多便利。
伯努利定律的原理及其应用

伯努利定律是流体力学中的一个重要原理,由瑞士物理学家丹尼尔・伯努利于1726年提出。
其核心内容是在流体系统中,如气流、水流等,流速越快的地方,流体产生的压力就越小;反之,流速越慢的地方,压力就越大。
这一原理可以用一个简单的实验来理解:拿着两张纸,往两张纸中间吹气,会发现纸不但不会向外飘去,反而会被一种力挤压在了一起。
这是因为两张纸中间的空气被吹得流动速度快,压力就小,而两张纸外面的空气没有流动,压力就大,所以外面力量大的空气就把两张纸“压”在了一起。
从数学表达式来看,伯努利方程为P+1/2ρv²+ρgh=常数,其中P 表示流体的压力,ρ是流体的密度,v表示流体速度,g是重力加速度,h代表流体相对于参考点的高度。
此方程表明,对于流动的流体元素,其机械能(包括压力能、动能和位能)在没有外力作用的情况下是守恒的。
伯努利定律仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。
虽然在实际情况中,流体往往不是完全理想的,但伯努利定律在很多实际工程问题中仍提供了重要的参考价值。
例如,在处理高速流动或低粘度流体时,伯努利定律可以较好地近似实际情况。
飞机机翼升力如何应用伯努利定律飞机机翼的设计利用了伯努利定律来产生升力。
飞机机翼的横截面形状上下不对称,机翼上方的流线密,流速大,下方的流线疏,流速小。
根据伯努利方程可知,机翼上方的压强小,下方的压强大,这样就产生了作用在机翼上的升力。
具体来说,当气流经过机翼上下表面时,由于机翼上表面是圆弧形,路程比下表面长,气流在上表面的流速要比在下表面流速快。
例如湖北荆门“晨龙天使/Angel”多用途通勤飞机在漳河机场首飞成功,其飞行过程中,机翼周围空气的流动就遵循了伯努利定律。
飞机升力的大小还跟飞机的机翼面积、空气密度、飞行速度以及飞行迎角等因素有关。
机翼面积越大,升力越大,因为压强与面积的乘积才是压力的大小。
空气密度越大,升力也越大。
飞行速度越大,由伯努利原理给出的压强差就越大,升力也就越大。
伯努利效应原理

伯努利效应原理
1 什么是伯努利效应原理?
伯努利效应原理,又叫贝努利原理,是流体力学中的一个经典定律,它指出在流体运动过程中,当流体速度增加时,压强就会减小,
反之亦然。
这一定律是以瑞士数学家丹尼尔·伯努利的名字来命名的,他于1738年提出了这个定律。
2 伯努利定理的具体内容
伯努利定理表述如下:对于沿着同一条管道流动的不可压缩流体,速度越大的地方压力越小,速度越小的地方压力越大。
这意味着当流
体通过一个收缩截面时,它的速度会增加,而压力会下降;当流体通
过一个扩散截面时,它的速度会下降,而压力会增加。
简而言之,伯
努利定理阐述了速度和风压之间的关系。
3 伯努利定理的实际应用
伯努利定理是很多工程领域的基础原理,比如航空、汽车、水利、建筑等。
在航空领域中,利用伯努利定理可以解释一个球形的底部为
什么会升起,因为气体在底部流动时速度加快,从而形成低压区域。
在汽车领域中,这个原理可以用来设计配有空气动力学套件的车辆,
例如赛车、跑车等型号。
在水利领域中,伯努利定理被广泛应用于设
计水利渠道。
在建筑领域中,伯努利定理也被用于设计实现自然废气
排放的建筑方案。
伯努利原理是一个非常基础而重要的定律。
它可以解释很多常见现象,并在多个领域中发挥着重要作用。
虽然我们可能不会在日常生活中直接感受到它的存在,但它确实影响着我们的生活。
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伯努利原理对团队协作的启示
——齐心协力,驭风而行!
伯努利原理与团队协作 ——方向一致,驭风而行
大雁是自然界非常善于团队协作的动物。 大雁南飞人字排开,雁阵整体形成“沿 前进方向的气流柱”。 雁阵前侧方向:在侧翼较大气压的挤压 下,空气柱向内压缩。为不受前排空气的阻 碍,后排的大雁自然排成一字形雁阵。
伯努利原理运用于飞机
飞机为什么能够飞上天? 简单来说,因为机翼受到向上的升力。 从机翼横截面的形状可见,顶部凸起,底部较平, 使得飞机前行时机翼上方的气流流线密,流速大,下方的 流线疏,流速小。由伯努利原理可知,机翼上方的压强小, 下方的压强大。飞机就这样靠空气对飞机向上和向下 的压力差升空。
但是,飞机翼型的向上的弧度仅在一定的范围内, 弧度越大,升阻比越大。一旦超过了这个范围,阻力 就增大的很快,升阻比反而下降。
绿岛式廊道
通廊式
通廊式(优化)
超高层建筑“电梯门吸及电梯井道风哨现象”
刚才王总分享了伯努利原理在绿色建筑的 运用,下面我们分享一下如何规避它在超高层 建筑设计中的不利影响 ? 去年我们研发部和国贸三期的开发团队及 物业管理团队进行 了一次交流 ,了解了超高层建 筑的电梯门吸现象及电梯井道风哨现象。 超高层建筑中,电梯以每米10秒的 速度高 速行驶,扰动气流快速流动,电梯井内形成负 压,如果大堂门气密性不佳,室外冷空气快速 进入大堂内部,电梯门内外形成过大压力差, 会导致电梯门不能顺畅开启。 同时气流快速流动摩擦井道,产生哨声。 这种现象叫做超高层建筑 “风哨现象”。 物业公司后期在“ 电梯厅和大堂门”位置 增加“风幕及门斗”改善大堂气密性。从而减 少“过大风压的形成”,以减弱其负面影响。
这也印证了过犹不及的道理。
香蕉球(弧线球)
经典的弧圈球是如何产生的? 1997年法国四国赛上,巴西与法国的比 赛中,卡洛斯主罚的任意球划出一道匪夷 所思的弧线,从人墙的左侧飞进法国门将 的左门柱,看呆了在场的所有人。那么这 其中的物理原理又是什么样的呢?
足球在旋转前进过程中,一方面空气 迎着球向后流动,另一方面,足球周围的 空气又会被带着一起旋转,这时,球旋转 方向与球前进方向相反的一侧空气的流速 比另一侧大。
其实质是流体的机械能守恒,即:
动能+压力势能+位置势能=常数 日常生活中,我们只要记住伯努利原理其最为 喜闻乐见的推论即可: 流体等高度流动时,流速大,压力就小,流速 小,则压力大。
我们的生活处处可以看见伯努利原 理在微笑,那么,在我们初步了解 伯努利原理后,再共同回顾一下生 活中的一些有趣的现象。
足球在两侧压强差的作用下,被迫向 空气流速大的一侧偏转,于是造就了卡洛 斯的经典之作。
建筑中的伯努利原理
瑞士再保险总部大厦—建筑自然通风
英国伦敦的瑞士再保险总部大厦通过 巧妙的设计使得建筑能够从外界“捕获新 鲜空气”获得良好的办公空间体验。 整体的建筑造型打破了传统办公建筑 的“火柴盒”式结构,圆弧形设计避免气 流在高大的建筑前受阻产生强烈的旋气和 强风。内部曲线螺旋上升的吹拔中庭引导 气流环形上升从顶部排出,内庭幕墙上的 可开启窗扇利用伯努利原理从外界捕获新 鲜空气,帮助建筑实现自然通风,降低建 筑能耗。
建筑幕墙设计 两侧平行于风向的幕墙-风吸现象
在迎风面的幕墙:风向与幕墙垂直, 幕墙产生正风压。 在迎风面两侧的幕墙,风向与幕墙平 行: 室内空气流速小压力大; 室外空气由于没有障碍物,风速大则 压力小,幕墙就被外吸,与伯努利原理相 符。风向与幕墙平行,幕墙产生负风压。 所以,在幕墙及外围护结构设计中, 要结合伯努利原理,不仅要考虑风压荷载, 也要同时考虑风吸荷载。
城市--自然通风
在城市建设中利用伯努利原理构建绿地 廊道能够促进城市通风,缓解城市热岛效应, 改善城市环境微气候。 当绿地廊道相对于城市主导风向的方向 性、与城市外围自然环境的贯通性,以及廊 道与廊道之间的形态互动性等多方面综合考 虑才能整体发挥最大效益。在这里我们仅举 几个最简单的常见案例。 绿岛式廊道如纽约的中央公园就属于这 一种,但需要特别注重绿岛与外部的联通才 能带来良好的通风效果和微气候环境。 通廊式绿地需要注重廊道的宽窄变化控 制风速,形成对廊道分支街道空间的压差变 化,最终促进城市内部空气的流通改善微气 候环境。
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对HSE的启示:看懂“伯努利”原理后,尽 量远离高速运动的物体,避免自己和同事处于 危险的境地。
船吸现象
1912年秋天,“奥林处,有一艘比它小得多的铁甲巡 洋舰“豪克”号正在向前疾驶,两艘船彼此靠得较拢 平行着驶向前方。 忽然,正在疾驶中的"豪克"号好像被大船吸引似 地向"奥林匹克"号闯去。最后,"豪克"号的船头撞在" 奥林匹克"号的船舷上,撞出个大洞,酿成一件重大 海难事故。 用这个原理来审视这次事故,就不难找出事故的 原因。当两艘船平行着向前航行时,在两艘船中间的 水比外侧的水流得快,中间水对两船内侧的压强,也 就比外侧对两船外侧的压强要小。 于是,在外侧水的压力作用下,两船渐渐靠近, 最后相撞。现在航海上把这种现象称为"船吸现象"。
有趣的伯努利原理
p1+1/2ρv12+ρgh1=p2+1/2ρv22+ρgh2
前言
洪水泛滥
大禹治水
南水北调
潮汐利用
飓风
帆船
城市风道
通风空调
航空
流体 力学
水利
气象
连续性 原理 伯努利 原理 动量原 理
船舶
伯努利原理
“伯努利原理”是瑞士丹尼尔〃伯努利在1726 年提出,是理想流体定常流动的动力学方程, 解释为不可被压缩的流体在忽略粘性损失的流 动中,流线上任意两点的压力势能、动能与位 置势能之和保持不变。
头雁需要消耗更多阻力,所以头雁都是 体格强壮的,头雁也需要经常替换保存体 力并保障雁阵没有掉队。
雁阵后侧方向:由于雁阵方向一致,频 率一致,形成整体前行气流场,从而加大 了尾侧后部空气对雁阵的“反推助力”。 团队因此而整体受益。
伯努利原理与团队协作 ——同心协力,锐意进取
神奇的大自然带给我们无穷的知识 和启发。人类在感受大自然的鬼斧神工 与匠心独运的同时,也在极力模仿和超 越。 在速滑比赛中高手云集,速滑选手 往往以协作的阵型团队作战,将“前侧 空气阻力”减少到最小,一致的方向和 频率使得“后侧空气反推助力”最大化。 最终的冠军往往在队友之间产生。
通过以上案例的深入解析,大家对伯努利原理的深刻理解,我们可以 更好的利用它,规避它对安全、对质量的影响,合理的利用伯努利原理从 而为我们的绿色建筑服务,同时提升我们团队协作意识。
希望在2018年度,中国金茂研发团队能够齐心协力,驭风而行 谢谢聆听! THANK YOU FOR YOUR ATTENTION
生活中的伯努利原理
列车安全
为什么在列车站台上均划有黄色安全线? 因为列车高速驶来时,靠近列车的空气被带 动而快速流动起来,压强也因此减小,站台上 的旅客若离列车过近,旅客身体前后会出现明 显的压强差,身体后面较大的压力会把旅客推 向列车而造成伤害。
有人测定过,在列车以每小时50公里的速度 前进时,竟有8公斤左右的力从身后把人推向列 车。
冬季风掀屋面现象
每位北京的居民都很熟悉咱们北京的T3航站楼, 由诺曼福斯特建筑事务所和北京市建筑设计研究院联 合设计,2008年北京奥运会期间投入使用。 T3航站楼的屋面曾经在过去的几年内三次在冬季 被狂风掀开屋顶!!! 我们看看伯伯努利原理如何导演了这场灾难:当冬 季狂风大作时,室外屋顶风速大,室内风速小;室外 风速大压力小,室内风速小压力大。当压力差超过屋 顶的安装固定强度时,屋顶就会向上掀起来。