Бернулли уравнение (интеграл Бернулли) в гидроаэромеханике - результат интегрирования дифференц. ур-ний установившегося
движения идеальной (невязкой и нетеплопроводной) баротропной жидкости, записанных
в переменных Эйлера (см. Эйлера уравнение ).В баротропной жидкости плотность зависит только от давления р, т. е. р=р, и Б. у. имеет вид
где U - потенциал поля объёмных
(массовых) сил, действующих на жидкость,
- скорость течения, С - величина, постоянная на каждой линии тока или
вихревой линии, но в общем случае изменяющая свое значение при переходе от одной
линии к другой.
Если потенциал U и вид функции
р
известны, Б. у. выражается алгебраич. соотношением. В простейшем случае
несжимаемой тяжёлой жидкости, когда U=gh (h - высота жидкой частицы над
нек-рой горизонтальной плоскостью, g - ускорение свободного падения),
a =const, имеем
Для этого случая ур-ние было выведено
Д. Бернулли (D. Bernoulli) в 1738.
Умножив ур-ние (2) на r=const,
получим, что сумма первых двух членов равна потенциальной энергии жидкости,
а 3-й член ru2/2
наз. скоростным напором или динамич. давлением и равен кинетич. энергии
движущейся жидкости. T. о., Б. у. в виде (2) выражает закон сохранения энергии
и устанавливает связь между давлением и скоростью движущейся жидкости: если
вдоль линии тока скорость увеличивается, давление падает, и наоборот. Когда
в нек-рых точках потока жидкости давление вследствие роста скорости должно стать
ниже некоторой малой положит. величины, близкой к давлению насыщенного пара
этой жидкости, возникает кавитация.
В случае обратимых адиабатных течений
совершенного газа с отношением уд. теплоемкостей
имеем =const и
из ур-ния (1), пренебрегая влиянием силы тяжести, получим:
или, в силу термодинамич. соотношения
H, где T - абс. темп-pa, H - энтальпия,
(4)
Бернулли уравнение для газов в форме (3) и (4) определяет
параметры изоэнтропийного торможения: .
на каждой линии тока, к-рых газ достигает
при =0.
Они наз. соотв. полной энтальпией, температурой торможения, полным давлением или
давлением торможения и плотностью торможения. Б. у. в форме (4) также выражает
закон сохранения энергии для газов. Б. у. используют при измерении скорости
с помощью трубок измерительных и при др. аэрогидродинамич, измерениях.
В техн. приложениях для осреднённых
по поперечному сечению параметров потока применяют т. н. обобщённое Б. у.: сохраняя
форму ур-ний (2) - (4), в левую часть включают работу сил трения (гидравлич.
потери) и механич. работу (работу компрессора или турбины) с соответствующим
знаком. Обобщённым Б. у. пользуются в гидравлике при расчёте течений
жидкостей и газов в трубопроводах и в машиностроении при расчёте компрессоров,
турбин, насосов и др. гидравлич. и газовых машин.
С. Л. Вишневецкий