Рівняння Бернуллі широко застосовується в техніці, наприклад для розрахунків водопроводів, нафтопроводів, газопроводів, насосів і т.п. На його підставі сконструйований ряд приладів і пристроїв, таких як витратомір Вентурі, карбюратор, водоструминний насос (ежектор), трубка Піто і т.д.
Вимірювання швидкості потоку і витрати рідини
Для вимірювання швидкості в точках потоку широко використовується працює на принципі рівняння Бернуллі трубка Піто (рис.2.10), загнутий кінець якої спрямований назустріч потоку.
Трубка повного напору, або трубка Піто. служить для вимірювання швидкості потоку, наприклад в трубі. Якщо встановити в одному перерізі потоку трубку, зігнуту під кутом 90, отвором назустріч потоку і пьезометр, то рідина в трубці підніметься над рівнем рідини в пьезометр на висоту, рівну швидкісному напору. Пояснюється це тим, що швидкість часток рідини, що потрапляють в отвір трубки, зменшується до нуля, отже, тиск збільшується на величину швидкісного напору. Вимірявши, різниця висот підйому рідини в трубці Піто і пьезометр, легко визначити швидкість рідини в даній точці.
Нехай потрібно виміряти швидкість рідини в якійсь точці потоку. Помістивши кінець трубки в зазначену точку і склавши рівняння Бернуллі для перетину 1-1 і перетину, що проходить на рівні рідини в трубці Піто отримаємо
де Н - стовп рідини в трубці Піто.
Мал. 2.10 Трубка Піто і pасходомер Вентурі
Для вимірювання витрати рідини в трубопроводах часто використовують витратомір Вентурі, вражаючі дії яких засновані так само на принципі рівняння Бернуллі. Регулятор потоку Вентурі складається з двох конічних насадков з циліндричної вставкою між ними (рис.2.10). Якщо в перетинах II і II-II поставити п'єзометри, то різниця рівнів в них буде залежати від витрати рідини, що протікає по трубі.
Регулятор потоку Вентурі являє собою пристрій, що встановлюється в трубопроводах і здійснює звуження потоку - дросселирование. Регулятор потоку складається з двох ділянок - плавно звужується (сопла) і поступово розширюється (дифузора). Швидкість потоку в сужающемся місці зростає, а тиск падає. Виникає різниця (перепад) тисків, яку можна виміряти двома пьезометр або диференціальним U-подібним ртутним манометром.
Нехтуючи втратами напору і вважаючи z1 = z2. напишемо рівняння Бернуллі для перетинів II і II-II:
Використовуючи рівняння нерозривності
зробимо заміну в отримано вираженні:
Вирішуючи щодо Q, отримаємо
Вираз, що стоїть перед. є постійною величиною, що носить назву постійної водоміра Вентурі.
Карбюратор поршневих двигунів внутрішнього згоряння (рис.2.11) служить для підсосу бензину і змішування його з потоком повітря. Потік повітря, засмоктує в двигун, звужується в тому місці (перетин 2-2), де встановлено розпилювач бензину (обріз трубки діаметром d). Швидкість повітря в цьому перерізі зростає, а тиск за законом Бернуллі падає. Завдяки зниженому тиску бензин витікає в потік повітря.
Мал. 2.11. схема карбюратора
Мал. 2.12. Схема струминного насоса (ежектора):
1 - труба; 2 - насадок; 3 - камера; 4 - розширюється трубка