История насосов: Жизнь и творчество Даниила Бернулли
Вы когда-нибудь замечали, что давления, создаваемого насосом, как правило, ниже, если измерять в спиральной разряда, чем при измерении на выходе из концентрических расширяющий который соединяет насос для системы трубопроводов? Есть ли давление есть, что делать с диаметром трубы?
Работа Даниила Бернулли многое объясняет о потоке жидкости, и его работа была одной из самых ранних примеров сохранения энергии. Это две части серии кратко рассказать о жизни и творчестве Даниила Бернулли и привести примеры того, как мы в насосе промышленность все еще извлечь выгоду из своей работы в гидродинамике.
Бернулли Жизнь и работаДаниил Бернулли родился в Гронингене, Нидерланды, в 1700 году и происходил из семьи ученых и математиков. Его отец, Джон, занимал кафедру математики в Гронингене и помнят за его работу в исчисление и другие математические области. К сожалению, он также был плохой стороны, и после потери математического конкурса Даниила, он выгнал его из дома. Они никогда не возродить свои отношения.
Не останавливаться на достигнутом. Джон Бернулли также опубликовал книгу, в знаменитой книге плагиат Даниила, Hydrodynamica, и даже изменил даты, чтобы сделать открытие Даниила выглядеть своим. Джон Бернулли не был идеальным отцом. К счастью, это не помешало его сыну.
Будучи студентом, Бернулли изучал математику, физику и медицину. Все три направил его в сторону потока жидкости. В 25 лет он и его современника Леонарда Эйлера (другой жидкости студент потока), изучал взаимосвязь скорости и давления в потоке крови.
Они прокалывали трубы, вставленной тонкие стеклянные трубки и отметил, что высота, на которую поднялась жидкость была пропорциональна внутреннее давление в трубе. Через пару лет, врачи по всей Европе измерения кровяного давления, придерживаясь заостренным стеклянные трубки непосредственно в их артериях пациента. Он не был до 1890-х годов, что итальянский врач разработал гораздо менее болезненным методом, который используется по сей день.
Работа Бернулли на жидкости завершилась публикацией его книги, Hydrodynamica в 1738 году. На рисунке 1 приведена схема из этой книги, которые он использовал, чтобы показать, как давление может быть измерено в текущий канал. Этот метод используется почти исключительно для более чем 100 лет.
Иллюстрация того, как давление может быть измерено в текущий канал
В 1849 году Евгений Бурдон (Франция) запатентовал давление трубкой Бурдона датчик, который революцию измерения давления и в настоящее время основным методом used.In 1852 году Эдвард Эшкрофт (США) приобрел его патент и стал одним из крупнейших производителей датчиков давления в мире .
Исследования Бернулли не ограничивается жидкостями. За тот же период, он и Эйлера также разработан Эйлера-Бернулли Луч теории, которая стала краеугольным камнем структурных и машиностроения. Тем не менее, после публикации этой книги, его интересы сосредоточены больше на медицину, чем математике и физике.
Принцип БернуллиПринцип Бернулли является простым и полезным результатом работы Бернулли в гидродинамике. В простой форме, в нем говорится, что давление жидкости уменьшается по мере его увеличения скорости и наоборот. Это является следствием закона сохранения энергии и объясняет многие вещи, которые встречаются в природе. Жидкость, которая течет постоянно имеет три вида энергии: • кинетической энергии за счет скорости • Потенциальная энергия из-за давления • гравитационной потенциальной энергии в связи с повышение
Если энергия не добавлены или удалены из системы, то сумма этих трех остается неизменной.
Рисунок 2 является простой иллюстрацией принципа Бернулли. В этом примере потоки жидкости слева направо с постоянной скоростью 50 литров в минуту (GPM). Левой и правой части трубы такие же, в то время как диаметр средней части сужены. Манометры монтируются на верхней части трубы гласить 50 фунтов на квадратный дюйм в больших диаметров и 48 фунтов на квадратный дюйм в суженной области.
Простая иллюстрация принципа Бернулли.
После некоторых раздумий, становится очевидным, что, если жидкости для поддержания своей первоначальной скорости потока, как она входит в суженной области, его скорость должна увеличиться. Мы видим это в природе, когда медленно течет река становится бурный поток, как она проходит через узкое ущелье. Это может быть не так очевидно, почему соответствующее снижение давления происходит. Давайте вводить Исаака Ньютона на это.
Первый закон Ньютона состояний движения, что жидкость, сама по себе, никогда не будет испытывать спонтанное увеличение или уменьшение скорости. Его второй закон поддерживает это, заявив, что некоторые силы, необходимые для ускорения жидкости высокой скорости. Тем не менее, в нашем примере, что является источником этой силы?
Снижение давления в суженной части трубы позволяет более высокое давление в ООН сужения области для ускорения жидкости высокой скорости. Как выход из сужения области этот процесс вспять и скорость уменьшается за счет увеличения давления (замедление).
Если использовать наш пример очень точные датчики, датчик справа, вероятно, читать чуть менее чем на 50 фунтов на квадратный дюйм. Это будет связано с небольшим снижением энергии в виде тепла, за счет трения в суженной части трубы.
Принцип Бернулли могут быть получены непосредственно из второго закона Ньютона и из закона сохранения энергии. В следующем месяце я рассмотрю формы уравнения Бернулли и показать, как он может быть использован для создания гидравлического и энергетического класса линий, которые используются для прогнозирования градиентов давления в трубопроводных проектов и открытого потока траншеи.
Марк Митчелл разработал отличный, интерактивной анимации, что позволяет посетителям изменить диаметры труб и свидетели в результате изменения давления и скорости.
Об авторе: Джо Эванс отвечает за клиентов и сотрудников образования в PumpTech, Inc, насос и упакованные производителем и дистрибьютором системы с филиалами во всем Тихоокеанском Северо-Западе. Если есть темы, которые вы хотели бы видеть в будущем обсуждались колонны, бросить его электронной почты.
