Bernoulliho rovnice

WVV

umime.to/WVV

Bernoulliho rovnice popisuje souvislost mezi tlakem p v kapalině (o hustotě \rho) a rychlostí jejího proudění v. Podél jedné proudnice platí:

\frac{1}{2}\rho v^2+p = \mathrm{konst.}

Pro dvě místa na téže proudnici tedy platí (pro konstantní hustotu)

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

Pro jednoduchost obvykle definujeme Bernoulliho rovnici pro vodorovnou uzavřenou trubku.

Jak by to bylo pro nevodorovnou trubku?

Pro nevodorovnou trubku bychom do tlaku museli do celkového tlaku započítávat i hydrostatický tlak p_h.

Bernoulliho rovnice vlastně říká, že zvýšením rychlosti proudění poklesne tlak. Tento princip platí i pro libovolné neturbulentní proudění kapaliny nebo plynu. Matematický vzorec sice v takovém případě neplatí přesně, ale jako odhad se hodí.

Tohoto principu se využívá v řadě případů, kde chceme vůči okolnímu prostředí vytvořit podtlak (fixírka, některé typy vývěv, profil křídla letadel, …).

Zajímavosti

Bernoulliho rovnice je vlastně rovnice zachování energie na jednotku objemu. Po vynásobení objemem je to ještě patrnější – získáte \frac{1}{2}m v^2 (kinetická energie) a p\cdot V=p\cdot S\cdot s=F\cdot s (práce/potenciální energie).