Hvorfor bruges en ukomprimerbar og en ikke-viskous væske?

Du tænker sandsynligvis på Bernoullis sætning , et grundlæggende princip i væskedynamik. Det er vigtigt at forstå, hvorfor inkomprimerbarhed og ikke-viskositet antages i dens afledning:

1. Inkomprimerbarhed:

* forenkler kontinuitetsligningen: Kontinuitetsligningen beskriver, hvordan massen af ​​en væske bevares. Inkomprimerbarhed betyder, at densiteten (masse pr. Enhedsvolumen) forbliver konstant. Dette forenkler ligningen, hvilket gør det lettere at arbejde med.

* i overensstemmelse med idealiserede strømme: Mange virkelige verdensstrømme, ligesom vand eller luft ved relativt lave hastigheder, kan tilnærmes som ukomprimerbar. Dette skyldes, at densiteten ændrer sig meget lidt.

* fokuserer på tryk og hastighed: Bernoullis sætning beskæftiger sig hovedsageligt med, hvordan pres og hastighed relaterer til en bevægelig væske. Forudsat at inkomprimerbarhed giver os mulighed for at fokusere på disse nøglevariabler uden at bekymre os om densitetsvariationer.

2. Ikke-viskositet:

* forsømmer friktion: Viskositet er et mål for en væskes modstand mod strømning (tænk honning vs. vand). Forudsat at nul viskositet forenkler analysen ved at eliminere energitabet på grund af friktion.

* idealiseret strøm: I lighed med inkomprimerbarhed kan mange strømme tilnærmes som ikke-viskous, især ved høje Reynolds-numre (et forhold mellem inertielle kræfter og viskøse kræfter). Dette er almindeligt i højhastighedsstrømme som luft omkring en flyvinge.

* fokuserer på ideel strømning: Bernoullis sætning beskriver opførslen af ​​en idealiseret væske uden komplikationerne af viskositet. Dette hjælper os med at forstå grundlæggende forhold mellem pres, hastighed og højde.

Kortfattet:

Bernoullis sætning er et kraftfuldt værktøj til analyse af væskestrøm, men dens antagelser om ukomprimerbarhed og ikke-viskositet er vigtige at forstå. Disse antagelser forenkler analysen og giver os mulighed for at fokusere på de væsentlige forhold mellem tryk, hastighed og højde i en ideel væske.

Det er vigtigt at bemærke, at reelle væsker har både viskositet og komprimerbarhed , og deres virkning kan være betydningsfulde i visse situationer. For mere nøjagtig analyse kræves avancerede metoder, der tegner sig for disse faktorer.