關于虹吸現(xiàn)象原理詳細解說,虹吸現(xiàn)象原理這個問題很多朋友還不知道,今天小六來為大家解答以上的問題,現(xiàn)在讓我們一起來看看吧!
1、管道里的水流的流動方向取決于管道兩端水流機械能的相對大小,水流由機械能大的一端流向水流機械能小的一端。
2、水流的機械能包括水流的位置勢能、壓力勢能和動能。
3、為研究方便,在流體力學中引進單位重量流體的能量,簡稱單位能量:單位位置勢能:設重為mg的流體,它的位置高度是Z,則它的位置勢能為mgZ,單位重量流體的位置勢能為 mgZ/(mg)=Z;單位壓力勢能:設重為mg的流體,它的壓強是P,則它的壓力勢能為 mP/p,單位重量流體的壓力勢能為mP/p/mg=P/(pg);單位動能:設重為mg的流體,它具有速度V,則它的動能為 mV^2/2,單位重量流體的動能為mV^2/2/mg=V^2/(2g);單位重量流體的機械能:Z+P/(pg)+V^2/(2g)現(xiàn)在我們來看虹吸管,虹吸管的進口端:單位重力勢能為Z1=H(它比出口端高H);單位壓力勢能P1/(pg)=0,(進口端水面為大氣壓,相對壓強P1=0);單位動能V1^2/(2g)=0(因為進口之前水流速度很小,可看為零);所以進口端的總機械能Z1+P1/(pg)+V1^2/(2g)= H 。
4、虹吸管的出口端:單位重力勢能為Z2=0(它比進口端低H);單位壓力勢能P2/(pg)=0,(出口端通大氣,相對壓強P2=0);單位動能V2^2/(2g)不等零。
5、所以出口端的總機械能Z2+P2/(pg)+V2^2/(2g)= V2^2/(2g)如果管道上沒有任何阻力,流動中水流的機械能守恒,則虹吸管進口與出口的機械能相等:Z1+P1/(pg)+V1^2/(2g)= Z2+P2/(pg)+V2^2/(2g)即 H = V2^2/(2g) 從而可求虹吸管出口速度 V2 =(2gH)^(1/2)對于實際流體,流動總是要克服阻力做功,水流能量在流動中不斷減少,我們把它叫做能量損失,或水頭損失。
6、所以出口斷面的水流能量總是比進口斷面的能量小。
7、也就是說水總是從能量大的地方流向能量小的地方。
8、式 H = V2^2/(2g)應改為 H > V2^2/(2g) V2 <(2gH)^(1/2)。
9、在流體力學中引進一個小于1的系數(shù)k, 則 V2 = k(2gH)^(1/2), 我們把 k 叫做流速系數(shù)。
本文分享完畢,希望對大家有所幫助。
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