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伯努利原理---探索科学原理、传播科学精神

伯努利原理---探索科学原理、传播科学精神

早在1726年，有一个叫丹尼尔·伯努利（1700-1782）的人就已经注意到：如果水沿着一条有宽有窄的沟（或粗细不均的管子）向前流动，沟的较窄部分就流得快些，但水流对沟壁的压力比较小；反之，在较宽的部分水就流得较慢，压向沟壁的力则会比较大。这一发现，后来被人们称为伯努利原理。这是在流体力学的连续介质理论方程建立之前，水力学所采用的基本原理，其实质是流体的机械能守恒。即：动能+重力势能+压力势能=常数。其最为著名的推论为：等高流动时，流速大，压力就小。

方程.png

图片1.png

需要注意的是，由于伯努利方程是由机械能守恒推导出的，所以它仅适用于粘度可以忽略、不可被压缩的理想流体。

使用伯努利方程必须符合以下假设，方可使用；如没完全符合以下假设，所求的解也是近似值。

l 稳态流动：在流动系统中，流体在任何一点之性质不随时间改变。

l 不可压缩流：密度为常数，在流体为气体适用于马赫数(Ma)<0.3。

l 无摩擦流：摩擦效应可忽略，忽略黏滞性效应。

l 流线流动：流体质点沿着流线而流动，流线间彼此是不相交的。

发现过程：

1912年的秋天，当时世界上最大的轮船之一、远洋货轮“奥林匹克号”正在大海上航行。突然，一艘比它小得多的铁甲巡洋舰“豪克号”从后面追了上来，在离它100m的地方几乎跟它平行地疾驰。就在这时，一件意外的事情发生了：“豪克号”好像着了魔似的，竟然扭转船头朝“奥林匹克号”冲了过来，“豪克号”上的舵手怎么操作也没有用。结果，“奥林匹克号”无可奈何地接受了“豪克号”的亲密接触，并付出了极大的代价——船舷被“豪克号”撞了一个大洞。

在海事法庭审理这件奇案的时候，“奥林匹克号”的船长被判为有过失的一方，法院认为，这是因为他没有发出任何命令给横着撞过来的“豪克号”让路。船长虽然感到自己很冤枉，但没有办法解释，只好蒙冤受屈。案子就这样结束了，但这件事情却引起了一些科学家的注意，他们认为这次事件一定事出有因。

出现了“奥林匹克号”被撞事件后，一些科学家突然想到，用伯努利原理来解释这次事故是非常合情合理的。

图片2.png

如图a中的两艘船在静水里并排航行，或者是并排地停在流动着的水中，由于两艘船之间的水面比较窄，所以这里的水的流速就比两船外侧的水的流速高，压力就会比两船外侧的小，就导致这两艘船被围着船的压力比较高的水挤在一起。

如果两艘船并排前进，而其中一艘稍微落后，如图b所画的那样，则情况会更加严重。使两艘船接近的两个力，会使船身转向，并且船B转向船A的力更大。在这种情况下，撞船是免不了的，因为舵已经来不及改变船的方向。

于是，自此以后伯努利原理才渐渐得到了它应受的重视。这是一条普遍性的原理，它不仅对于流动的水是适用的，而且对于流动的其他液体甚至气体也适用。

本节实例不仅可增强我们的科学探索精神，而且可培养我们理论联系实际的精神。

通过伯努利原理及案例的学习对你有什么启发？

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化工原理课程列表：

0 绪论

-作业

第一章流体力学基础

-1.1 流体静力学概述

--1.1 流体静力学概述

--1.1 作业

-1.2 流体静力学及其应用

--1.2.1 流体静力学

--1.2.1 作业

--1.2.2 流体静力学的应用

--1.2.2 作业

-1.3 流体流动基本方程

--1.3.1 质量衡算

--1.3.1 作业

--1.3.2 总能量衡算和机械能守衡

--1.3.2 作业

-1.4 牛顿粘性定律及流体流动类型

--1.4 牛顿粘性定律及流体流动类型

--作业

-1.5 流体在圆直管内的速度分布

--1.5 流体在圆直管内的速度分布

--1.5 作业

-1.6 边界层

--1.6 边界层

--1.6 作业

-1.7 摩擦阻力损失的计算

--1.7.1 直管阻力损失的计算（1）

--作业

--1.7.2 直管阻力损失的计算（2）

--1.7.2 作业

--1.7.3 局部阻力损失的计算（3）

--1.7.3 作业

-1.8 管路计算

--1.8 管路计算

--1.8 作业

-1.9 流速、流量的测量

--1.9.1 流速、流量的测量--恒截面变压差流量计

--1.9.1 作业

--1.9.2 流速、流量的测量---恒压差变截面流量计

--1.9.2 作业

-第一章流体基础单元作业

第二章流体输送机械---离心泵

-2.1 离心泵的构造和及其主要构件功能

--2.1 离心泵的构造和及其主要构件功能

--2.1 作业

-2.2 离心泵的工作原理

--2.2 离心泵的工作原理

--2.2 作业

-2.3 离心泵的主要性能参数

--2.3 离心泵的主要性能参数

--2.3 作业

-2.4 离心泵的特性曲线及其影响因素

--2.4 离心泵的特性曲线及其影响因素

--2.4 作业

-2.5 离心泵的安装高度及汽蚀余量

--2.5 离心泵的安装高度及汽蚀余量

--2.5 作业

-2.6 离心泵的工作点与流量调节

--2.6 离心泵的工作点与流量调节

--2.6 作业

-2.7 离心泵的串并联

--2.7 离心泵的串并联

--2.7 作业

-第二章离心泵单元作业

第三章机械分离与固体液态化

-3.1 非均相物系分离概述

--3.1 非均相物系分离概述

--3.1 作业

-3.2 重力沉降

--3.2.1 重力沉降速度

--3.2.1 作业

--3.2.2 重力沉降设备-降尘室

--3.2.2 作业

-3.3 离心沉降

--3.3.1 离心沉降速度

--3.3.1 作业

--3.3.2 离心沉降设备-旋风分离器

--3.3.2 作业

-3.4 沉降分离小结

--3.4 沉降分离小结

--3.4 作业

-3.5 过滤

--3.5.1 过滤概述

--3.5.1 作业

--3.5.2 过滤基本方程

--3.5.2 作业

--3.5.3 恒压过滤

--3.5.3 作业

--3.5.4 过滤设备及滤饼洗涤

--3.5.4 作业

--3.5.5 过滤生产能力及过滤小结

--3.5.5 作业

-第三章沉降与过滤单元作业

第四章传热

-4.1 热量传递概述

--4.1 热量传递概述

--4.1作业

-4.2 热传导

--4.2 热传导

--4.2 作业

-4.3 热对流

--4.3.1 对流传热过程

--4.3.1 作业

--4.3.2 因次分析法在对流传热中的应用

--4.3.2 作业

--4.3.3 管内强制对流传热

--4.3.3 作业

--4.3.4 管外强制对流传热

--4.3.4 作业

--4.3.5 冷凝传热

--4.3.5 作业

--4.3.6 沸腾传热和自然对流传热

--4.3.6 作业

-4.4 传热过程的基本方程

--4.4 传热过程的基本方程

--4.4 作业

-4.5 传热过程计算

--4.5.1 总传热系数与壁温的计算

--4.5.1 作业

--4.5.2 平均温度差的计算

--4.5.2 作业

--4.5.3 传热效率和传热单元数计算

--4.5.3 作业

-4.6 换热器简介及传热强化

--4.6 换热器简介及传热强化

--4.6 作业

-传热单元作业

期中考试

-化工原理直播1

第五章吸收

-5.1 吸收概述

--5.1 作业

-5.2 吸收相平衡

--5.2 吸收相平衡

--5.2 作业

-5.3 扩散理论

--5.3 扩散理论

--5.3 作业

-5.4 吸收的传质模型

--5.4 吸收的传质模型

--5.4 作业

-5.5 吸收的相间总传质速率方程

--5.5 吸收的相间总传质速率方程

--5.5 作业

-5.6 吸收塔的物料衡算

--5.6 吸收塔的物料衡算

--5.6 作业

-5.7 填料层高度的计算

--5.7 填料层高度的计算（1）

--5.7 填料层高度的计算（2）

--5.7 作业

-5.8 解吸塔

--5.8 解吸塔

--5.8 作业

-第五章吸收基础单元作业

第六章蒸馏

-6.1 概述

--6.1 作业

-6.2 蒸馏过程的热力学基础

--6.2.1 蒸馏过程的热力学基础---理想物系

--6.2.1 作业

--6.2.2 蒸馏过程的热力学基础---非理想物系

--6.2.2 作业

-6.3 蒸馏方式

--6.3 蒸馏方式

--6.3 作业

-6.4 二元连续精馏的分析与计算

--6.4.1 精馏过程简化及操作线方程

--6.4.1 作业

--6.4.2 进料状态及进料线方程

--6.4.2 作业

--6.4.3 理论板数和最佳进料位置的确定

--6.4.3 作业

--6.4.4 回流比的选择和最少理论塔板数

--6.4.4 作业

--6.4.5 最少理论板数、全塔效率

--6.4.5 作业

--6.4.6 精馏塔的热量衡算及过程控制

--6.4.6 作业

-6.5 二元精馏的其它流程

--6.5 二元精馏的其它流程

--6.5 作业

-6.6 特殊精馏

--6.6 特殊精馏

--6.6 作业

-第六章蒸馏单元作业

第七章气液传质设备

-7.1 填料塔

--7.1.1填料塔与填料

--7.1.1 作业

--7.1.2 填料塔内气液传质及塔附属结构

--7.1.2 作业

-7.2 板式塔

--7.2.1 板式塔的塔型简介及操作原理

--7.2.1 作业

--7.2.2 板式塔内部结构及筛板塔的结构设计

--7.2.2 作业

--7.2.3 筛板塔上流体力学计算和浮阀塔的设计

--7.2.3 作业

-第七单元气液传质设备单元作业

第八章干燥

-8.1 概述

--8.1 作业

-8.2 湿空气的性质及温-湿图

--8.2.1 湿空气的性质（1）

--8.2.1 作业

--8.2.2 湿空气的性质（2）

--8.2.2 作业

--8.2.3 湿空气的性质（3）

--8.2.3 作业

--8.2.4 温-湿图及其应用

--8.2.4 作业

-8.3 湿物料的性质

--8.3 湿物料的性质

--8.3 作业

-8.4 连续干燥过程的物料衡算和热量衡算

--8.4.1 干燥过程的物料衡算

--8.4.1 作业

--8.4.2 干燥过程的热量衡算

--8.4.2 作业

--8.4.3 空气在干燥过程中的状态变化

--8.4.3 作业

--8.4.4 干燥系统的热效率和节能

--8.4.4 作业

--8.4.5 干燥系统计算小结

--8.4.5 作业

-8.5 恒定条件下的干燥动力学及干燥时间

--8.5.1 恒定干燥条件下的干燥动力学

--8.5.1 作业

--8.5.2 恒定干燥条件下的干燥时间计算

--8.5.2 作业

-8.6 干燥器简介

--8.6 干燥器简介

--8.6 作业

-第八章干燥单元作业

期末考试

-化工原理直播2

拓展内容

-化工原理（单元操作）英文版教材

课程思政元素讨论 1

-伯努利原理---探索科学原理、传播科学精神

-理论联系实际---探索科学原理，追求科学精神

课程思政元素讨论 2

-中国怎样破解青藏铁路高原冻土这一世界性难题---增强民族自豪感

伯努利原理---探索科学原理、传播科学精神笔记与讨论

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