Qual é o efeito de Bernoulli – relação entre pressão e velocidade – definição

Equação de Bernoulli

A equação de Bernoulli pode ser considerada uma afirmação do princípio de conservação de energia apropriado para fluidos fluidos. É uma das equações mais importantes / úteis na mecânica de fluidos . Ele coloca em uma relação pressão e velocidade um fluxo incompreensível inviscível . A equação de Bernoulli tem algumas restrições em sua aplicabilidade, resumidas nos seguintes pontos:

• sistema de fluxo constante,
• a densidade é constante (o que também significa que o fluido é incompressível),
• nenhum trabalho é feito sobre ou pelo fluido,
• nenhum calor é transferido para ou a partir do fluido,
• nenhuma mudança ocorre na energia interna,
• a equação relaciona os estados em dois pontos ao longo de uma única linha de fluxo (não condições em duas linhas de fluxo diferentes)

Sob essas condições, a equação geral de energia é simplificada para:

Essa equação é a mais famosa da dinâmica de fluidos . A equação de Bernoulli descreve o comportamento qualitativo que flui fluido que geralmente é rotulado com o termo efeito de Bernoulli . Esse efeito causa a redução da pressão do fluido em regiões onde a velocidade do fluxo é aumentada. Esse abaixamento da pressão em uma constrição de um caminho de fluxo pode parecer contra-intuitivo, mas parece menos quando você considera a pressão como densidade de energia. No fluxo de alta velocidade através da constrição, a energia cinética deve aumentar à custa da energia de pressão. As dimensões dos termos na equação são energia cinética por unidade de volume.

Efeito de Bernoulli – Relação entre pressão e velocidade

É um exemplo ilustrativo, os dados a seguir não correspondem a nenhum projeto de reator.

Quando a equação de Bernoulli é combinada com a equação de continuidade, as duas podem ser usadas para encontrar velocidades e pressões em pontos do fluxo conectados por uma linha de corrente.

A equação de continuidade é simplesmente uma expressão matemática do princípio de conservação de massa . Para um volume de controle que possui uma única entrada e uma única saída , o princípio de conservação de massa afirma que, para o fluxo em estado estacionário , a taxa de fluxo de massa no volume deve ser igual à taxa de fluxo de massa.

Exemplo:

Determine a pressão e a velocidade dentro de uma perna fria da tubulação primária e determine a pressão e a velocidade no fundo de um núcleo do reator , que fica cerca de 5 metros abaixo da perna fria da tubulação primária.

Vamos assumir:

• Fluido de densidade constante ⍴ ~ 720 kg / m ³ (a 290 ° C) está fluindo continuamente através da perna fria e através da parte inferior do núcleo.

• A seção transversal do fluxo da tubulação primária (loop único) é igual a 0,385 m ² (diâmetro da tubulação ~ 700 mm)

• A velocidade do fluxo na perna fria é igual a 17 m / s .

• A seção transversal do fluxo do núcleo do reator é igual a 5m ² .

• A pressão manométrica dentro da perna fria é igual a 16 MPa .

Como resultado do princípio da continuidade, a velocidade na parte inferior do núcleo é:

v _entrada = v _frio . Uma _tubulação / _núcleo A = 17 x 1,52 / 5 = 5,17 m / s

Como resultado do princípio de Bernoulli, a pressão na parte inferior do núcleo (entrada do núcleo) é: