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恆定流能量方程

伯努利方程,也稱為恆定流能量方程,是理想流體定常流動的動力學方程。該方程表明,在忽略粘性損失的流動中,流體在流線上任意兩點的壓力勢能、動能與位勢能之和保持不變。以下是該方程的詳細解釋:

總水頭(H):表示計算點單位重量液體所具有的總能量,包括位置勢能、壓力勢能和動能。

測壓管水頭(Hp):表示單位重量液體所具有的總勢能,包括位置勢能和壓力勢能。

流速水頭:表示單位重量液體所具有的動能,即流速轉化為的高度。

該方程反映了液流沿流線時,總水頭和測壓管水頭之間的關係。在理想液體元流的流動中,單位總能沿程(沿流線)守恆,即總水頭線為一水平線。而測壓管水頭線因受流速影響,沿程可能會有升降。當液體沿流線加速或減速時,測壓管水頭線會相應地下降或上升。當液體沿流線等速流動時,測壓管水頭線與總水頭線平行且同為水平線。

單位長度水頭線的變化值(即水頭線的斜率)稱為坡度,包括水力坡度(J)和測壓管坡度(Jp)。這些概念幫助我們理解流體在流動過程中的能量轉換和守恆原理。