伯努利方程公式

时间:2025-03-31 21:36:59 计算机

伯努利方程是描述理想流体在定常流动状态下能量守恒的方程。其公式如下:

基本形式

$$p + \rho gz + \frac{1}{2} \rho v^2 = C$$

其中:

$p$ 是流体中某点的压强,

$\rho$ 是流体的密度,

$g$ 是重力加速度,

$z$ 是该点相对于某一参考平面(通常是铅垂线)的高度,

$C$ 是一个常数。

另一种表述形式

$$p_1 + \frac{1}{2} \rho v_1^2 + \rho gh_1 = p_2 + \frac{1}{2} \rho v_2^2 + \rho gh_2$$

其中:

$p_1$ 和 $p_2$ 分别是两个位置的压力,

$v_1$ 和 $v_2$ 分别是两个位置的流速,

$h_1$ 和 $h_2$ 分别是两个位置相对于同一参考平面的高度。

简化形式

$$p + \frac{1}{2} \rho v^2 + \rho gh = C$$

这个形式将两个位置的参数合并成一个常数,适用于理想水平管道中无摩擦的流动。

应用于不可压缩流体

对于不可压缩流体,方程可以简化为:

$$p + \frac{1}{2} \rho v^2 = C$$

其中忽略了重力势能项。

应用于气体

对于气体,由于密度变化可以忽略不计,方程进一步简化为:

$$p + \frac{1}{2} \rho v^2 = p_0$$

其中 $p_0$ 是某一点的总压强。

伯努利方程在流体力学中有着广泛的应用,特别是在解释流体在不同条件下的压力、速度和高度之间的关系。例如,在管道中流体流速增加时,其压力会相应减小,这是伯努利原理的一个直接推论。