Частные случаи применения интеграла бернулли. Бернулли уравнение (интеграл Бернулли). Замкнутая система уравнений гидроаэромеханики

Бернулли уравнение (интеграл Бернулли) в гидроаэромеханике [[по имени швейцарского учёного Д. Бернулли (D. Bernoulli)], одно из основных уравнений гидромеханики, которое при установившемся движении несжимаемой идеальной жидкости в однородном поле сил тяжести имеет вид:
Gh + p/ρ + v 2 /2 = C, (1)
где v - скорость жидкости, ρ - её плотность, р - давление в ней, h - высота жидкой частицы над некоторой горизонтальной плоскостью, g - ускорение свободного падения, С - величина, постоянная на каждой линии тока, но в общем случае изменяющая своё значение при переходе от одной линии тока к другой.

Сумма первых двух членов в левой части уравнения (1) равна полной потенциальной, а третий член - кинетической энергиям, отнесённым к ед. массы жидкости; следовательно, всё уравнение выражает для движущейся жидкости закон сохранения механической энергии и устанавливает важную зависимость между v, p и h. Например, если при неизменной h скорость течения вдоль линии тока возрастает, то давление падает, и наоборот. Этот закон используют при измерении скорости с помощью трубок измерительных и при других аэродинамических измерениях.

Уравнение Бернулли представляют также в виде
h + p/γ + v 2 /2g = C или
γh + p + ρv 2 /2 = C (2)
(где γ =ρg - удельный вес жидкости). В 1-м равенстве все слагаемые имеют размерность длины и называются соответствующей геометрической (нивелирной), пьезометрической и скоростной высотами, а во 2-м - размерности давления и соответственно именуются весовым, статическим и динамическим давлениями.

В общем случае, когда жидкость является сжимаемой (газ), но баротропной, т. е. р в ней зависит только от ρ, и когда её движение происходит в любом, но потенциальном поле объёмных (массовых) сил (см. Силовое поле), уравнение Бернулли получается как следствие Эйлера уравнений гидромеханики и имеет вид:
П+∫ dp/ρ + v 2 /2 = C, (3)
где П - потенциальная энергия (потенциал) поля объёмных сил, отнесённая к ед. массы жидкости. При течении газов значение П мало изменяется вдоль линии тока, и его можно включить в константу, представив (3) в виде:
∫ dp/ρ + v 2 /2 = C. (4)

В технических приложениях для течения, осреднённого по поперечному сечению канала, применяют т. н. обобщённое уравнение Бернулли: сохраняя форму уравнений (1) и (3), в левую часть включают работу сил трения и преодоления гидравлических сопротивлений, а также механическую работу жидкости или газа (работу компрессора или турбин) с соответствующим знаком. Обобщённое уравнение Бернулли широко применяется в гидравлике при расчёте течения жидкостей и газов в трубопроводах и в машиностроении при расчёте компрессоров, турбин, насосов и других гидравлических и газовых машин.

уравнений гидродинамики - интеграл, определяющий давление рв каждой точке установившегося потока идеальной однородной жидкости или баротропного газа через скорость потока в соответствующей точке и через силовую функцию объемных сил: Постоянная Симеет для каждой линии тока свое значение, меняющееся при переходе от одной линии тока к другой. Если движение потенциальное, то постоянная Сдля всего потока одна и та же. Для неустановившегося движения Б. и. (наз. иногда интегралом Коши - Лагранжа) имеет место при наличии потенциала скоростей: причем и есть произвольная функция времени. Для несжимаемой жидкости левая часть уравнений (1), (2) приводится к виду; для баротропного газа - к виду: Б. и. предложен Д. Бернулли (D. Bernoulli, 1738). Лит.: Мил н-Томсон Л. М., Теоретическая гидродинамика, пер. с англ., М., 1964. Л. Н. Сретенский.


Смотреть значение Бернулли Интеграл в других словарях

Интеграл — м. математ. лат. конечная, измеримая величина, в отношении к бесконечно малой части ее, к дифференциалу. ьное вычисление, искусство отыскивать интеграл по дифференциалу.........
Толковый словарь Даля

Интеграл — интеграла, м. (от латин. integer - целый) (мат.). Конечная измеримая величина в отношении к бесконечно малой части ее - к диференциалу.
Толковый словарь Ушакова

Интеграл М. — 1. Целая величина, рассматриваемая как сумма своих бесконечно малых частей.
Толковый словарь Ефремовой

Интеграл — [тэ], -а; м. [от лат. integer - целый] Матем. Величина, получающаяся в результате действия, обратного дифференцированию.
◁ Интегра́льный, -ая, -ое. И-ое исчисление (раздел математики,........
Толковый словарь Кузнецова

Бернулли, Даниил — (Bernoulli, Daniel) (1700-1782) Швейцарский математик и естествоиспытатель. Принадлежал к знаменитой семье ученых, родоначальник которой Якоб Бернулли был выходцем из Голландии.........
Экономический словарь

Бернулли Принцип — (D. Bernoulli, 1700-1782, швейц. ученый) правило, согласно котором у сила сокращения мышцы при прочих равных условиях пропорциональна длине ее мышечных волокон, т. е. степени ее........
Большой медицинский словарь

Бернулли — (Bernoulli) Даниэль (1700-82), швейцарский математик и физик, член знаменитой семьи математиков. В своих трудах по гидродинамике показал, что давление жидкости уменьшается по........

Закон Бернулли — , для стабильно текущего потока (газа или жидкости) сумма давления, кинетической энергии на единицу объема и потенциальной энергии на единицу объема является постоянной........
Научно-технический энциклопедический словарь

Интеграл — (обозначение т). Математический символ, используемый в ИСЧИСЛЕНИИ, представляющий операцию суммирования. функции f(x), записанный как т f(x)dx, может представлять площадь........
Научно-технический энциклопедический словарь

Бернулли — (Bernoulli) Иоганн (1667-1748) - иностранный почетный членПетербургской АН (1725), брат Якоба. Труды по исчислениюбесконечно малых и вариационному исчислению.

Бернулли Теорема — одна из предельных теорем теории вероятностей;простейший случай закона больших чисел, относится к распределениюотклонений частоты появления некоторого случайного........
Большой энциклопедический словарь

Бернулли Уравнение — связывает скорость и давление в потоке идеальнойнесжимаемой жидкости при установившемся течении. выражает закон сохранения энергии движущейся жидкости. Широко применяетсяв........
Большой энциклопедический словарь

Интеграл — (от лат. integer - целый) - см. ьное исчисление.
Большой энциклопедический словарь

Кратный Интеграл — интеграл от функции нескольких переменных. Определяетсяпри помощи интегральных сумм, аналогично определенному интегралу отфункции одного переменного (см. Интегральное........
Большой энциклопедический словарь

Криволинейный Интеграл — интеграл от функции, заданной вдоль какой-либокривой на плоскости или в пространстве. Его можно свести к определенномуинтегралу, а при некоторых дополнительных условиях........
Большой энциклопедический словарь

Неопределенный Интеграл
Большой энциклопедический словарь

Несобственный Интеграл — обобщение понятия интеграла на случайнеограниченных функций и функций, заданных на бесконечном промежуткеинтегрирования.
Большой энциклопедический словарь

Определенный Интеграл — см. Интегральное исчисление.
Большой энциклопедический словарь

Поверхностный Интеграл — интеграл от функции, заданной на какой-либоповерхности. При некоторых условиях его можно свести к тройному интегралу(Остроградского формула).
Большой энциклопедический словарь

Бернулли, Даниил — - член Академии наук, математик и врач, род. 29 января 1700 г. в Гренингене, в Швейцарии, ум. 17 марта 1782 г. в Базеле. Семья Бернулли происходит из Антверпена. Спасаясь от религиозного........

Бернулли, Иван — - брат Даниила Бернулли, род. в Базеле 18 мая 1710 г., ум. там же 18 июля 1790 г. В молодости он изучал правоведение в базельском университете. 14-ти лет от роду получил степень........
Большая биографическая энциклопедия

Бернулли, Николай — - юрист и математик, сын Иоганна Бернулли, род. 27 января 1695 г. в Гренингене или Базеле, ум. в С.-Петербурге 29 июля 1726 г. Он с детских лет отличался живостью ума и выдающимися........
Большая биографическая энциклопедия

Бернулли, Яков — - племянник Даниила Бернулли, профессор математики в Петербурге, род. 27 октября 1759 г. в Базеле, ум. 15 июля 1789 г. в С.-Петербурге. Окончив курс в базельском университете,........
Большая биографическая энциклопедия

Интеграл, Михаил — издал сборн.
Большая биографическая энциклопедия

Бернулли — (Bernoulli) - семья швейц. учёных в области муз. акустики. Иоганн Б. (17 VII 1667, Базель - 1 I 1748, там же) - автор исследования "Изобретения в области колебания натянутых хорд" ("Erfindungen........
Музыкальная энциклопедия

Бернулли, Распределение — См. биноминальное распределение.
Психологическая энциклопедия

Бернулли, Тест — Любой тест или ситуация с двумя взаимно исключающими и исчерпывающими возможными результатами; например, орел/решка при подбрасывании монеты. В серии тестов Бернулли........
Психологическая энциклопедия

Берну́лли При́нцип — (D. Bernoulli, 1700-1782, швейц. ученый)
правило, согласно которому сила сокращения мышцы при прочих равных условиях пропорциональна длине ее мышечных волокон, т. е. степени........
Медицинская энциклопедия

Потребность-интеграл — Термин Г. Мюррея, используемый для того, чтобы охарактеризовать динамическую интеграцию моделей поведения, включая пути, движения, цели и целевые объекты человека.........
Психологическая энциклопедия

Распределение Бернулли — См. распределение, биноминальное.
Психологическая энциклопедия

Закон Бернулли является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости:

Плотность жидкости,

Скорость потока,

Высота, на которой находится рассматриваемый элемент жидкости,

Давление в точке пространства, где расположен центр массы рассматриваемого элемента жидкости,

Ускорение свободного падения.

Константа в правой части обычно называется напором , или полным давлением, а также интегралом Бернулли . Размерность всех слагаемых - единица энергии, приходящейся на единицу объёма жидкости.

Это соотношение, выведенное Даниилом Бернулли в 1738 г., было названо в его честь уравнением Бернулли . (Не путать с дифференциальным уравнением Бернулли.)

Для горизонтальной трубы h = 0 и уравнение Бернулли принимает вид: .

Эта форма уравнения Бернулли может быть получена путём интегрирования уравнения Эйлера для стационарного одномерного потока жидкости, при постоянной плотности ρ: .

Согласно закону Бернулли полное давление в установившемся потоке жидкости остается постоянным вдоль этого потока.

Полное давление состоит из гидростатического (ρgh ), атмосферного (p) и динамического давлений.

Из закона Бернулли следует, что при уменьшении сечения потока, из-за возрастания скорости, то есть динамического давления, статическое давление падает. Это является основной причиной эффекта Магнуса. Закон Бернулли справедлив и для ламинарных потоков газа. Явление понижения давления при увеличении скорости потока лежит в основе работы различного рода расходомеров (например труба Вентури), водо- и пароструйных насосов.

Закон Бернулли справедлив в чистом виде только для жидкостей, вязкость которых равна нулю, то есть таких жидкостей, которые не прилипают к поверхности трубы. На самом деле экспериментально установлено, что скорость жидкости на поверхности твердого тела почти всегда в точности равна нулю (кроме случаев отрыва струй при некоторых редких условиях).

Закон Бернулли можно применить к истечению идеальной несжимаемой жидкости через малое отверстие в боковой стенке или дне широкого сосуда.

Согласно закону Бернулли приравняем полные давления на верхней поверхности жидкости и на выходе из отверстия:

,

p 0 - атмосферное давление,

h - высота столба жидкости в сосуде,

v - скорость истечения жидкости.

Отсюда: . Это - формула Торричелли (англ.). Она показывает, что при истечении идеальной несжимаемой жидкости из отверстия в широком сосуде жидкость приобретает скорость, какую получило бы тело, свободно падающее с высоты h .

уравнений гидродинамики - интеграл, определяющий давление рв каждой точке установившегося потока идеальной однородной жидкости или баротропного газа через скорость потока в соответствующей точке и через силовую функцию объемных сил:

Постоянная Симеет для каждой линии тока свое значение, меняющееся при переходе от одной линии тока к другой. Если движение потенциальное, то постоянная Сдля всего потока одна и та же.

Для неустановившегося движения Б. и. (наз. иногда интегралом Коши - Лагранжа) имеет место при наличии потенциала скоростей:

и есть произвольная функция времени.

Для несжимаемой жидкости левая часть уравнений (1), (2) приводится к виду ; для баротропного газа - к виду:


Б. и. предложен Д. Бернулли (D. Bernoulli, 1738). Лит. : Мил н-Томсон Л. М., Теоретическая гидродинамика, пер. с англ., М., 1964. Л. Н. Сретенский.

  • - Даниил, швейц. учёный, чл. Петерб. АН. Проф. ун-та в Базеле. В 1725-33 работал в России. Одним из первых использовал методы теории вероятностей при рассмотрении ряда вопросов количеств, изучения нас. В работе "...
  • - Кристоф, швейц. учёный, проф. технич. наук ун-та в Базеле...

    Демографический энциклопедический словарь

  • - автоморфизм пространства с мерой:, описывающий Бернулли испытания и их обобщение - последовательность независимых испытаний, имеющих одни и те же исходы и одно и то же распределение вероятностей...

    Математическая энциклопедия

  • - случайное блуждание, порождаемое Бернулли испытаниями. На примере Б. б. можно пояснить нек-рые основные черты более общих случайных блужданий...

    Математическая энциклопедия

  • - независимые испытания с двумя исходами каждое и такие, что вероятности исходов не изменяются от испытания к испытанию. Б. и. служат одной из основных схем, рассматриваемых в теории вероятностей...

    Математическая энциклопедия

  • - плоская алгебраич...

    Математическая энциклопедия

  • - метод нахождения наибольшего по абсолютной величине действительного корня алгебраич. уравнения вида Предложен Д. Бернулли; состоит- в следующем. Пусть - произвольно выбранные числа...

    Математическая энциклопедия

  • - многочлены вида где Bs- Бернулли числа...

    Математическая энциклопедия

  • - то же, что биномиальное распределение...

    Математическая энциклопедия

  • - правило, согласно котором у сила сокращения мышцы при прочих равных условиях пропорциональна длине ее мышечных волокон, т. е. степени ее предварительного растяжения...

    Большой медицинский словарь

  • - Даниэль, швейцарский математик и физик, член знаменитой семьи математиков. В своих трудах по гидродинамике показал, что давление жидкости уменьшается по мере возрастания скорости ее течения...

    Научно-технический энциклопедический словарь

  • - династия швейцарских ученых родом из Антверпена, бежавших из города после захвата его испанцами и поселившихся в 1622 в Базеле...

    Энциклопедия Кольера

  • - семейство, давшее ряд замечательных людей, преимущественно в области математических наук. Родоначальник его Яков Б. эмигрировал из Антверпена во время управления Фландрией герцога Альбы, во Франкфурт...

    Энциклопедический словарь Брокгауза и Евфрона

  • - семья швейцарских учёных, родоначальник которой Якоб Б. был выходцем из Голландии. Якоб Б. , профессор математики Базельского университета...

    Большая Советская энциклопедия

  • - семья швейцарских ученых, давшая видных математиков...

    Большой энциклопедический словарь

  • - Берн"улли, нескл., муж.: сх"ема Берн"улли, теор"ема Берн"улли, уравн"ение Берн"улли, ч"исла Берн"...

    Русский орфографический словарь

"БЕРНУЛЛИ ИНТЕГРАЛ" в книгах

Вызов Бернулли

Из книги Больше, чем вы знаете. Необычный взгляд на мир финансов автора Мобуссин Майкл

Вызов Бернулли Компетентные инвесторы гордятся своей способностью определять правильную цену финансовых заявок. Эта способность является сутью инвестирования: рынок – лишь средство для обмена денег на будущие заявки и наоборот.Хорошо, вот вам ситуация для оценки:

11. ИНТЕГРАЛ В ЛОГИКЕ

Из книги Хаос и структура автора Лосев Алексей Федорович

11. ИНТЕГРАЛ В ЛОГИКЕ Как мы знаем, интегрирование определяется в математике или в качестве процесса, обратного дифференцированию, или в качестве нахождения предела суммы. В первом смысле интегрирование для нас менее интересно, так как здесь мы имеем дело с прямым

ИНТЕГРАЛ

Из книги Русский рок. Малая энциклопедия автора Бушуева Светлана

ИНТЕГРАЛ Эта «кузница кадров» возникла в городе Усть-Каменогорске в конце 80-х годов. В «Интеграле» в разное время переиграли: Юрий Лоза, Игорь Сандлер, Юрий Ильченко, Игорь Новиков, Ярослав Ангелюк, Женя Белоусов, Марина Хлебникова и другие. В начале 80-х группа играла

Бернулли

Из книги Энциклопедический словарь (Б) автора Брокгауз Ф. А.

Бернулли Бернулли (Bernoulli) – семейство, давшее ряд замечательных людей, преимущественно в области математических наук. Родоначальник его Яков Б. (ум. 1583 г.), эмигрировал из Антверпена вовремя управления Фландрией герцога Альбы во Франкфурт; внук его, также Яков Б, род. 1598 г.,

Бернулли

БСЭ

Бернулли схема

Из книги Большая Советская Энциклопедия (БЕ) автора БСЭ

Бернулли схема Бернулли схема (названа по имени Я. Бернулли), одна из основных математических моделей для описания независимых повторений опытов, используемых в вероятностей теории. Б. с. предполагает, что имеется некоторый опыт S и связанное с ним случайное событие А

Бернулли теорема

Из книги Большая Советская Энциклопедия (БЕ) автора БСЭ

автора Канеман Даниэль

Ошибки Бернулли В начале 1970-х годов Амос вручил мне брошюру швейцарского экономиста Бруно Фрея, где обсуждались психологические аспекты экономической теории. Я помню даже цвет обложки - темно-красный. Бруно Фрей почти и не вспоминает эту статью, но я все еще могу по

Ошибка Бернулли

Из книги Думай медленно... решай быстро автора Канеман Даниэль

Ошибка Бернулли Как хорошо понимал Фехнер, он не первый пытался найти функцию, связывающую психологическую интенсивность с физической силой стимула. В 1738 году швейцарский ученый Даниил Бернулли предвосхитил объяснения Фехнера и применил их к отношениям между

25. Уравнение Бернулли

Из книги Гидравлика автора Бабаев М А

25. Уравнение Бернулли Уравнение Громеки подходит для описания движения жидкости, если компоненты функции движения содержат какуююто вихревую величину. Например, эта вихревая величина содержится в компонентах?x, ?y,?z угловой скорости w.Условием того, что движение

Предположим, что жидкость идеальна, массовые силы консервативны, движение установившееся, имеет место баротропность на линии тока.

Так как жидкость идеальна, то уравнение движения

Так как массовые силы консервативны, то

и уравнение (2.1) можно переписать в виде

(2.3)

Предположение о баротропности на линии тока означает, что

где С постоянна на линии тока.

При установившемся движении траектории и линии тока совпадают. Обозначим через dr(dx,dy,dz) элементарное перемещение вдоль линии тока и умножим скалярно все члены (2.3) на

Так как линия тока является и траекторией, то

Кроме того,

Подставив (2.6) и (2.7) в (2.5), получим

Имея в виду (2.4), введем функцию Р(р, С):

С учетом (2.9) равенство (2.8) можно переписать в виде

(2.11)

Равенства (2.10) и (2.11) имеют место на любой линии тока, но постоянная в правой части (2.11) может изменяться при переходе от одной линии тока к другой.

Равенство (2.11) называют интегралом Бернулли.

Рассмотрим интеграл Бернулли для двух важных случаев.

1. Однородная несжимаемая жидкость. В этом случае - заданная постоянная и . Интеграл Бернулли примет вид

Если массовые силы - силы тяжести, то V = gz и интеграл Бернулли в этом случае

Отдельные слагаемые в (2.14) имеют размерность длины и называются соответственно: - скоростной, z - геометрической, - пьезометрической высотами. Равенство (2.14) позволяет дать такую формулировку интергала Бернулли: при движении однородной несжимаемой жидкости в поле сил тяжести сумма скоростной, пьезометрической и геометрической высот постоянна вдоль линии тока.

2. Совершенный газ. В этом случае уравнение состояния есть уравнение Клапейрона . При сделанных в этой главе предположениях имеет место адиабата Пуассона (1.11). Введем новую постоянную . Тогда

Учитывая (2.15), вычисляем :

Подставив (2.16) в (2.11), получим интеграл Бернулли в виде

Из физики известно, что производная равна квадрату скорости звука. В случае адиабатического процесса можно убедиться, что . Таким образом,

Эта формула является одной из важных формул газовой динамики. В газовой динамике обычно массовые силы не учитывают, а постоянную С обозначают через . В этом случае интеграл Бернулли принимает вид

Здесь v - скорость газа, а - скорость звука в той же точке.

Чтобы определить постоянную в правой части (2.19), достаточно знать характеристики в какой-либо одной точке линии тока. Из (2.19) следует, что скорость звука и температура, а с учетом (2.15), и давление и плотность будут максимальными на линии тока в точке, где скорость равна нулю. Эти величины обычно обозначают через и называют параметрами адиабатически заторможенного газа (параметрами торможения) . Величину называют энтальпией (теплосодержанием). Соответственно постоянную в правой части интеграла (2.19) называют энтальпией торможения. Положив в (2.19) скорость , получим выражение для через параметры заторможенного газа.