Prinsip Bernoulli

Diposting pada

Prinsip Bernoulli

Persamaan Bernoulli 

 Persamaan Bernoulli  dapat dianggap sebagai pernyataan konservasi prinsip energi yang tepat untuk cairan yang  mengalir . 
 Perilaku kualitatif yang biasanya diberi label dengan istilah “efek Bernoulli” adalah menurunya tekanan cairan di area di mana kecepatan aliran meningkat. 
Prinsip Bernoulli Hal ini menurunkan tekanan dalam penyempitan jalur aliran mungkin tampak berlawanan dengan intuisi, tetapi
tampaknya kurang begitu ketika mempertimbangkan tekanan untuk menjadi kepadatan energi. 
    Dalam aliran kecepatan tinggi melalui penyempitan, energi kinetik harus meningkatkan dengan mengorbankan/mengurangkan energi tekanan.

Perhitungan  Bernoulli 

Prinsip Bernoulli   Hasil perhitungan “real world” tekanan dalam penyempitan tabung sulit untuk dilakukan karena viscous losses, turbulensi, dan asumsi-asumsi yang harus dibuat tentang profil kecepatan (yang mempengaruhi perhitungan energi kinetik). Model perhitungan sini mengasumsikan aliran laminar (tidak ada turbulensi), mengasumsikan bahwa jarak dari diameter yang lebih besar ke diameter yang kecil cukup pendek bahwa kerugian viskos dapat diabaikan, dan mengasumsikan bahwa profil kecepatan berikut bahwa aliran laminar teoritis. 
   Secara khusus, ini melibatkan asumsi bahwa kecepatan aliran yang efektif adalah salah satu setengah dari kecepatan maksimum, dan bahwa rata-rata kepadatan energi kinetik diberikan oleh sepertiga dari kepadatan energi maksimum kinetik.
Prinsip Bernoulli
   Sekarang jika diterima semua asumsi tersebut , didapat model * aliran dalam sebuah tabung di mana
  • laju aliran volume  = cm3 / s dan 
  • densitas fluida adalah ρ = gm/cm3 

Untuk daerah tabung inlet 

A1 = cm2 ( r1 = jari-jari cm ) , 
 Geometri aliran mengarah ke kecepatan fluida efektif 
fluida efektif= v1 cm / s . 
   Karena persamaan Bernoulli termasuk energi potensial fluida juga, ketinggian tabung inlet ditetapkan sebagai 
h1 = cm . 
   Jika luas tabung adalah terbatas untuk A2 = cm2 ( r1 = jari-jari cm ) , maka tanpa asumsi lebih lanjut kecepatan fluida efektif dalam penyempitan harus
 v2 = cm / s . 
   Ketinggian tabung terbatas ditetapkan sebagai h2 = cm . Kepadatan energi kinetik pada dua lokasi di tabung sekarang dapat dihitung , dan persamaan Bernoulli yang diterapkan untuk membatasi proses untuk menghemat energi , sehingga memberikan nilai untuk tekanan dalam penyempitan . 
    Pertama , tentukan tekanan di tabung inlet :
  • Tekanan Inlet = P1 = kPa = lb/in2 = mmHg = atmos .
  • Kepadatan energi sekarang dapat dihitung . Unit energi untuk unit CGS yang digunakan adalah erg tersebut .
Kepadatan energi tabung Inlet
  •    Kepadatan energi kinetik = erg/cm3
  •    Potensi kepadatan energi = erg/cm3
  •    Kepadatan energi tekanan = erg/cm3
  •    Kepadatan energi tabung terbatas
  •    Kepadatan energi kinetik = erg/cm3
  •    Potensi kepadatan energi = erg/cm3
  •    Kepadatan energi tekanan = erg/cm3
   Kepadatan energi tekanan dalam tabung terbatas sekarang dapat akhirnya dikonversi menjadi unit tekanan yang lebih konvensional untuk melihat efek dari aliran terbatas pada tekanan fluida :
   Tekanan dihitung dalam penyempitan 
=P2 = kPa = lb/in2 = mmHg = atmos .
   Perhitungan ini dapat memberikan beberapa perspektif tentang energi yang terlibat dalam aliran fluida, tapi akurasi selalu tidak tetap karena dari asumsi aliran laminar. Untuk kondisi inlet khas, kepadatan energi yang berkaitan dengan tekanan akan dominan pada sisi input, setelah semua, kita hidup di dasar laut yang di atmosfer yang menyumbang sejumlah besar energi tekanan.
    Jika penurunan yang cukup drastis dalam radius digunakan untuk menghasilkan tekanan pada penyempitan yang kurang dari tekanan atmosfer , ada hampir pasti beberapa turbulensi yang terlibat dalam aliran dalam penyempitan itu. 
    Namun demikian , perhitungan dapat menunjukkan mengapa kita bisa mendapatkan sejumlah besar hisap ( tekanan kurang dari atmosfer ) dengan ” aspirator ” pada kran tekanan tinggi. 
    Perangkat ini terdiri dari sebuah tabung logam yang mengurangi radius dengan tabung samping ke area radius tercekat untuk hisap.

* Catatan : Beberapa nilai default akan dimasukkan untuk beberapa nilai seperti yang  dimulai dalam menjelajahi perhitungan . Semuanya dapat diubah sebagai bagian dari perhitunganya .

Kurva a Baseball 

   Sebuah bisbol non-berputar atau bisbol stasioner dalam aliran udara menunjukkan aliran simetris. Sebuah bisbol yang dilempar dengan berputar akan kurva karena satu sisi bola akan mengalami pengurangan tekanan. Ini biasanya diartikan sebagai penerapan prinsip Bernoulli dan melibatkan viskositas udara dan lapisan batas udara di permukaan bola.
Prinsip Bernoulli

   Kekasaran permukaan bola dan tali pada bola adalah penting! Dengan bola sangat halus tidak akan didapatkan interaksi yang cukup dengan udara.
   Ada beberapa kesulitan dengan gambar ini dari bisbol melengkung . Persamaan Bernoulli tidak bisa benar-benar digunakan untuk memprediksi jumlah kurva bola, aliran udara kompresibel, dan tidak dapat melacak perubahan densitas untuk mengukur perubahan tekanan efektif. 
    Karya eksperimental Watts dan Ferrer dengan bola dalam terowongan angin menunjukkan model lain yang memberikan perhatian penting pada lapisan batas berputar udara di sekitar bisbol. 
    Di sisi bola di mana lapisan batas bergerak ke arah yang sama dengan kecepatan aliran udara bebas , lapisan batas membawa lebih sekitar bola sebelum memisahkan menjadi aliran turbulen. 
    Di sisi mana lapisan batas ditentang oleh aliran free stream , ia cenderung untuk memisahkan prematur. 
    Hal ini memberikan defleksi aliran udara bersih dalam satu arah di belakang bola , dan karena itu 3 gaya reaksi hukum Newton pada bola dalam arah yang berlawanan . Hal ini memberikan kekuatan yang efektif dalam arah yang sama ditunjukkan di atas .
   Isu-isu serupa muncul dalam pengobatan silinder berputar dalam aliran udara , yang telah terbukti mengalami angkat . Ini adalah subyek dari teorema Kutta – Joukowski . Hal ini juga dipanggil dalam pembahasan airfoil .

Airfoil 

   Udara di bagian atas dari airfoil konvensional tercekat garis aliran dan meningkatkan kecepatan udara relatif terhadap sayap. Hal ini menyebabkan penurunan tekanan di atas menurut persamaan Bernoulli dan memberikan gaya angkat. 
    Aerodynamicists (lihat Eastlake) menggunakan model Bernoulli berkorelasi dengan pengukuran tekanan dilakukan di terowongan angin, dan menegaskan bahwa ketika pengukuran tekanan dilakukan di beberapa lokasi di sekitar airfoil dan dijumlahkan, mereka setuju cukup dengan mengangkat dan diamati.

    Lainnya banding ke model yang didasarkan pada hukum Newton dan menegaskan bahwa lift utama datang sebagai akibat dari angle of attack . Bagian dari model hukum Newton bagian dari gaya angkat melibatkan lampiran dari lapisan batas udara di bagian atas sayap dengan downwash dihasilkan udara di belakang sayap . 
    Jika sayap memberikan udara gaya ke bawah , maka demi hukum ketiga Newton , sayap mengalami gaya ke arah yang berlawanan – tumpangan . Sementara ” Bernoulli vs Newton “ perdebatan terus berlangsung , posisi Eastlake adalah bahwa mereka benar-benar setara , hanya pendekatan yang berbeda untuk phenonenon fisik yang sama . 
    NASA memiliki situs aerodinamika yang bagus di mana isu-isu ini dibahas .
Prinsip Bernoulli    Meningkatkan angle of attack memberikan tumpangan yang lebih besar dari komponen ke atas tekanan pada bagian bawah sayap .Gaya angkat dapat dianggap sebagai gaya reaksi hukum 3 Newton untuk gaya yang bekerja ke bawah di udara dengan sayap.
Loading...
loading...
Gambar Gravatar
Saya bekerja di sebuah perusahaan Marine Service di Batam, aktivitas saya setiap hari selain melakukan kegiatan pokok di perusahaan juga menulis di blog, membangun web. Saya nge-blog sejak 2009 dan merupakan hobi sekaligus saya berbagi pengalaman.

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

This site uses Akismet to reduce spam. Learn how your comment data is processed.