伯努利方程是流体力学中的一个基本方程,用于描述在理想流体(无粘性、不可压缩)在稳态流动中的机械能守恒。该方程可以表示为:
$$p + \frac{1}{2}\rho v^2 + \rho gh = C$$
其中:
$p$ 是流体的静压(单位:帕斯卡,Pa)
$\rho$ 是流体的密度(单位:千克/立方米,kg/m³)
$v$ 是流体的速度(单位:米/秒,m/s)
$g$ 是重力加速度(单位:米/秒²,m/s²)
$h$ 是流体相对于某一参考平面(通常是海平面)的高度(单位:米,m)
$C$ 是一个常数,表示在稳态流动中,流体的机械能(动能、重力势能和压力势能之和)保持不变。
此外,伯努利方程还可以表述为:
$$p_1 + \frac{1}{2}\rho v_1^2 + \rho gh_1 = p_2 + \frac{1}{2}\rho v_2^2 + \rho gh_2$$
这表示在流线上两个不同点 $1$ 和 $2$ 处,流体的机械能是相等的。
在实际应用中,伯努利方程常用于解释和预测流体在管道、阀门、喷嘴等管道系统中的行为,例如流速增加时压力下降的现象。