为什么 流体速度增加,压力就会减低。
作者&投稿:谭诞 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
首先要搞明白流体(气体及液体)产生压强(压力)的微观原因!——分子无规则运动对物体产生的碰撞!
当液体不向某个方向“集体运动”时,也就是静止 的流体,那么它对各个方向的碰撞机率是均等的(各方向压力均等),当它的分子们向某个方向集体运动时(产生了一定的流速),则流体分子向非运动方向的碰撞机率就会减小,在宏观上表现出来的现象就是压力减小!
那么流体向某个方向运动速度越快,则分子们对其它方向碰撞的机率就越小,此时 对其它方向产生的压强就越小。因此:
流体速度增加,压力就会减低
流体的流动都是从高压到低压处流动,所以压力都是降低的。管道中压力与流量的关系,从定性分析角度看,是正比例关系,即压力越大,流量也越大。流量等于流速乘于断面。对管道的任何一断面,压力只来自一端,也就是说压力的方向是单向的,在压力方向出口处被封闭时(闸伐关闭),管内流体处于禁止状态。一但出口打开,其流速起决于管道中压力。
嗯,楼主之前问的连续性定理的问题被别人误用伯努利定理回答了。一定质量的流体流过,那么流速和管径负相关。
因为质量一定,比如说一个入口直径2m的管子,而管子出口直径只有1m,每秒钟我往入口里塞1立米水,那么它每秒钟还是得从出口出1立米水对不对?不然管子就涨爆了。
那么流速乘以截面面积等于每秒流过的液体的体积,在入口是这样,在出口也是这样。
于是就证明了细处流速快了。
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再来看这个问题。
这里就是伯努利定理了。其实这压力减低,是静压减低。
伯努利定理是能量守恒定律在空气动力学中的应用,它描述了空气动压、静压和总压之间的关系,其基本内容是:流体在流管中流动时,流速快的地方压力小,流速慢的地方压力大。
根据能量守恒定律可知:能量既不会消失,也不会无中生有,它只能从一种形式转化成为另一种形式。在低速流动的空气中,参与转换的能量只有压力能和动能。
一定质量的空气具有一定的压力,能推动物体做功;压力越大,压力能也越大;流动的空气具有动能,流速越大,动能也越大。
实验表明:在稳定气流中,对于一定的质量的空气,如果没有能量消耗,也没有能量加入,则其动能和压力能的总和总是不变的:流速加快,动能增大,压力能减小,故压力降低;流速减慢,则压力升高。它们之间的关系可用静压、动压和全压的关系来说明:
静压:是势能的一种。它是空气垂直作用于物体单位表面积上的静压力,用压强表示,在静止的气流中其大小为空气的大气压。
动压:蕴藏在流动的空气中的动能,没有作用于物体表面,但当气流流经物体,流速发生变化时。它就转换成静压的形式,施加于物体表面。例如我们逆风前进时,之所以感到迎面有压力就是因为风流经我们身体时,流速发生了变化,蕴藏在流动的空气中的动能转化成了静压,才使我们身体感到了压力。动压表示为:g=1/2ρV2
全压:气流流过任何一点时所具有的静压与动压之和称为全压。根据能量守恒定律,飞机飞行时,相对气流中的空气全压,就等于飞行高度上的大气压加上相对气流中飞机前方的空气所具有的动压。
上述关系可用表达为:静压+动压=全压=常数,即:
1/2ρV12+P1=1/2ρV22+P2=P0(常数)
式中:g=1/2ρV2—动压;ρ—空气密度;V—气流速度;P—静压;P0—全压。
由此我们可以得出:全压一定时,静压和动压可以相互转化。当气流流速加快时,动压加大,静压必然减小;当气流速度减慢时,动压减小,静压必然增大。
这种关系就像势能和动能一样。简单的说,就是因为流体的能量是一定的,这能量被分为动能和压力能,速度增大,动能就增大了(动能=速度的平方*质量/2学过了吗?我忘了那是初中还是高中学的了,总之是速度增大动能就增大,如果没学过以后一学就懂了),那么压力能只能减小,则压力就变小了。
综合之前讲的连续性定理和这个伯努利定理的叙述,我们可以总结为下面的结论:流管变细的地方,流速就大,压力就小;反之,流管变粗的地方,流速就小,压力就大。
明白了吗?不懂再问哦。
顶楼的说的太复杂了!我来说吧!
流体比如说是水!
当水不运动保持静止的时候压力全部在物体表面垂直向下!
当水运动的时候水的压力也全部在物体上但是它的压力是向
水流动的方向倾斜向下的!(水底的东西会向水流的方向移动)
速度越大倾斜的越大!
而水的压力有限,当然垂直向下的力就减小了啊!
好佩服!
烛庆氯唑:[答案] 压强是怎么产生的?水分子向侧壁运动,产生碰撞产生的,水流慢时,水分子自然和侧壁碰撞的次数就多一些,压强自然了就大一些,流速加快,则液体分子的运动方向主要是沿着管道向前运动,往侧壁运动相对减少了. 不好意思,我是文盲,想当...
克东县18921266102: 流体中,为什么流速越快压强越小?小学时就学了,可到大学了还不知道其原因 - ?
烛庆氯唑:[答案] 流体的能量由位能、压能与动能组成,在没有外力作功时,根据能量守恒,速度增加必然伴随位能、压能的减小.也可以这样理推动流体运动的是压力差,速度越快,意味着更多的压能变成了动能.
克东县18921266102: 为什么 流体速度增加,压力就会减低. - ?
烛庆氯唑: 顶楼的说的太复杂了!我来说吧!流体比如说是水!当水不运动保持静止的时候压力全部在物体表面垂直向下!当水运动的时候水的压力也全部在物体上但是它的压力是向 水流动的方向倾斜向下的!(水底的东西会向水流的方向移动) 速度越大倾斜的越大!而水的压力有限,当然垂直向下的力就减小了啊!
克东县18921266102: 流体中,为什么流速越快压强越小? - ?
烛庆氯唑: 流体的能量由位能、压能与动能组成,在没有外力作功时,根据能量守恒,速度增加必然伴随位能、压能的减小.也可以这样理解:推动流体运动的是压力差,速度越快,意味着更多的压能变成了动能.
克东县18921266102: 为什么空气流速大压强就小 - ?
烛庆氯唑: 空气是一种流体,它在流动时,遵守伯诺里原理,既它的势能和动能会互相转化,但总机械能保持不变.势能包括位置势能和压力势能,当空气在水平方向上流动时就只有压力势能与动能之间的转化,流速越大意味着动能越大,压能就越小,这样才可维特总能量不变. (上述说的是理想的情况,即流动中不存在能量损失,或可以忽略.实际流动时有能量损失,总能量随着流动的进行,气流的总能量会逐渐减小.)
克东县18921266102: 为什么流体的流速越大,压强越小? - ?
烛庆氯唑:[答案] 流体中流速大的地方压强小 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.上式各项分别表示单位体积流体的压力能 p、重力势能ρg z和动能(1/2)*ρv ^2,在沿流线运动过程中,总和保持不变,即...
克东县18921266102: 为什么流体速度越大压强越小 - ?
烛庆氯唑: 流体机械能由位能(重力势能)、压能、动能组成.如果没有重力之外的外力作功,根据能量守恒,当速度变大(动能变大)的时候,一定伴随着位能+压能的减小.
克东县18921266102: 为什么流体流速大了,对侧壁的压力会减小 - ?
烛庆氯唑:[答案] 据伯努力方程有: Z+v^2/2g+P/(ρ*g)=常数 式中:Z为液体的位置水头; V为液体的流速; g为重力加速度; ρ为液体的密度; 故当Z一定,流速V越大,压力P就变小.
克东县18921266102: 通俗的解释伯努利原理,为啥流体流速快,流体产生的压力就会变弱(机翼横截面)一定要通俗,我认为机翼上方由于凸起,空气被压缩,应该压强变大. - ?
烛庆氯唑:[答案] 你收的对,与空气碰撞的面积压强大,背面压强小.下平面与空气流线平行时压强不变.
克东县18921266102: 为什么流体中,运动速度越快,压强越低? - ?
烛庆氯唑: 伯努利方程,流体力学的基础结论,实验本人确实在大学的实验课上作过.方程本身适用于不可压缩均质无粘度流体,但是结论适用于流体. p+ρgz+(1/2)*ρv^2=常量,式中p、ρ、v分别为流体的压强、密度和速度;z 为铅垂高度;g为...