مقاله تحلیلی: بررسی تجربی نظریه برنولی

در این مقاله به توضیح روش آزمایشگاهی بررسی نظریه برنولی، دستگاه‌های موردنیاز و محاسبات لازم می‌پردازیم.

طبق معادله برنولی در یک جریان پیوسته، ثابت و بدون اصطکاک، هِد کلی (جمع هد فشار، هد سرعت و هد ارتفاع) در هر بخش ثابت باقی می‌ماند.

حد کلی: هد فشار + هد سرعت + هد ارتفاع

طبق تئوری برنولی، هد کلی در هر دو بخش، به شکل زیر خواهد بود:

وسایل مورد نیاز

وسایل مورد نیاز برای انجام آزمایش برنولی عبارت‌اند از:

• مخزن
• لوله کج مخروطی به همراه لوله‌های پیزومتر در چند نقطه
• مخزن اندازه‌گیری
• کرونومتر
• مقیاس

فرآیند آزمایش

• دریچه ورودی را باز کنید و اجازه دهید آب از طریق لوله کج مخروطی از مخزن آب به مخزن دیگر منتقل شود.
•  آب را از طریق دریچه خروجی به گونه‌ای تنظیم کنید که هد مخزن اصلی ثابت بماند. وقتی هد ثابت باشد، جریان ورودی و جریان خروجی برابر خواهد بود.
• بعد از تنظیم جریان، سطح آب را در هر لوله پیزومتر بخوانید و یادداشت کنید.  فشار در نقاط مختلفی از لوله مخروطی مشاهده می‌شود.
• مساحت مقطع عرضی لوله مخروطی را در نقاطی که لوله‌های پیزومتر قرار دارند، محاسبه کنید.
• حال کرونومتر را روشن کنید و ارتفاع آب جمع شده در مدت‌زمان مشخصی را اندازه‌گیری کنید.
• ابعاد مخزن اندازه‌گیری را یادداشت کنید.
•  این آزمایش را حداقل دو بار دیگر با دبی‌های مختلف تکرار کنید.

مشاهدات

هد فشار یا مقدار خوانده از پیزومتر،  P/w = ............

مساحت مقطع عرضی لوله مخروطی که زیر لوله‌های پیزومتر قرار دارد،A₁- A₂  A₃ = ............

مساحت مخزن اندازه‌گیری، A = ............

ارتفاع آب جمع شده در مدت‌زمان t = ............

هد ارتفاع، Z = ............

محاسبات 

حجم آب جمع شده در مخزن اندازه‌گیری (V) = مساحت مخزن اندازه‌گیری (A) × ارتفاع آب جمع شده  (h) در مدت‌زمان (t)

دبی تخلیه آب، Q = حجم/زمان = V/t

سرعت جریان =  دبی/(مخروطی لوله  عرضی مقطع مساحت)

سرعت در نقاط زیر هر لوله پیزومتر:

نتیجه

ازاین‌رو تئوری برنولی ثابت می‌شود و  می‌توان آن را به شکل زیر بیان کرد:

منبع

 نوشته شده توسط تیم مترجمین موسسه 808

 اگر دوست دارید به تیم مترجمین 808 بپیوندید، با ما تماس بگیرید.

دریافت فایل PDF مقاله برای اعضای VIP رایگان است. سایر کاربران با پرداخت ۵۰۰ تومان می توانند اقدام به دریافت این فایل کنند.