أنبوب فنتوري لبرنولي

خيارات الخصوصية

يستخدم KiwiBee ملفات تعريف ارتباط اختيارية من Google Analytics وGoogle Ads وMeta Pixel لفهم الزوار البالغين، وقياس عمليات التسجيل المكتملة، وتحسين الحملات. تبقى ملفات تعريف الارتباط الأساسية مفعّلة دائمًا. يقيس بكسل إعلانات ChatGPT من OpenAI أيضًا مشاهدات الصفحات والاستفسارات المرسلة بعد الموافقة على الإعلانات، وقد يستخدم بيانات اتصال مجزأة للمطابقة. سياسة الخصوصية

عن هذه المحاكاة

أنبوب فنتوري لبرنولي هو محاكاة تفاعلية ثلاثية الأبعاد لديناميكا الموائع توضح العلاقة العكسية بين سرعة التدفق والضغط الساكن داخل أنبوب متضيق. يسحب الطلاب طوق العنق المتوهج لتغيير قطر التضيق D_2، ويضبطون سرعة المدخل v_1 وكثافة المائع rho، ويطلقون نبضات صبغة عبر التيار. وتعرض ثلاثة أنابيب مانومتر عمودية مثبتة عند المدخل والعنق والمخرج ارتفاع الضغط الساكن في الوقت الفعلي، مما يوضح معادلة الاستمرارية (A_1 v_1 = A_2 v_2) ومعادلة برنولي (P_1 + 1/2 rho v_1² = P_2 + 1/2 rho v_2²).

ما الذي يمكن للطلاب استكشافه

اسحب طوق العنق البرتقالي للداخل لتقليل قطر العنق D_2 من 15 cm إلى 9 cm وشاهد جسيمات التتبع تندفع بسرعة أكبر عبر العنق.
قارن عمود المانومتر الأوسط P_2 بعمود المدخل P_1 مع زيادة سرعة العنق v_2، للتأكد من أن سرعة التدفق الأعلى تُحدث ضغطًا ساكنًا أقل.
ضاعف سرعة المدخل v_1 باستخدام شريط التمرير وتحقق من أن هبوط الضغط delta P يتضاعف أربع مرات لأن الضغط الديناميكي يتناسب مع v².
اضغط على نبضة صبغة لإبراز حزمة من جسيمات المائع ولاحظ كيف تتباعد في العنق السريع وتنضغط مرة أخرى في ناشر المخرج.
ارفع كثافة المائع rho من 700 kg/m³ إلى 1400 kg/m³ ولاحظ كيف يتغير هبوط الضغط delta P طرديًا مع الكثافة.

أهداف التعلّم

1استخدم معادلة الاستمرارية A_1 v_1 = A_2 v_2 لحساب كيف يؤثر قطر الأنبوب في سرعة المائع.
2طبّق مبدأ برنولي لتفسير سبب انخفاض الضغط الساكن حيث تزداد سرعة المائع.
3احسب هبوط ضغط فنتوري delta P = 1/2 rho (v_2² - v_1²) من سرعتي المدخل والعنق.
4فسّر ارتفاعات أعمدة المانومتر العمودية بوصفها قياسات مباشرة للضغط الساكن المحلي.

أسئلة يطرحها المعلمون

لماذا تزداد سرعة المائع عندما يضيق أنبوب فنتوري؟

لأن المائع غير القابل للانضغاط لا يمكنه التراكم أو ترك فراغات، لذا يجب أن يمر نفس الحجم من المائع Q عبر كل مقطع عرضي في كل ثانية (A_1 v_1 = A_2 v_2). وعندما تتقلص مساحة المقطع العرضي A في العنق، يجب أن تزداد سرعة التدفق v تناسبيًا.

لماذا ينخفض الضغط الساكن في العنق الضيق بدلًا من أن يرتفع؟

بموجب حفظ الطاقة الميكانيكية (مبدأ برنولي)، يتطلب تسريع جزء من المائع نحو العنق شغلًا صافيًا من الخلف، مما يعني أن المائع يدفع بضغط ساكن أعلى في المدخل الواسع مقارنة بالعنق سريع الحركة.

ما مدى حساسية سرعة العنق لقطر العنق؟

تتناسب مساحة المقطع العرضي طرديًا مع مربع القطر (A = pi D² / 4)، لذا فإن تقليل قطر العنق إلى النصف يقلل المساحة إلى الربع ويجعل المائع يتحرك بسرعة أكبر بأربع مرات.

أين تُستخدم أنابيب فنتوري في الهندسة العملية؟

تُستخدم أنابيب فنتوري في مقاييس التدفق لقياس معدلات جريان خطوط الأنابيب من فرق الضغط، وفي المكربنات والمرذذات لسحب الوقود أو الطلاء إلى تيار هوائي، وفي مضخات الشفط.

أدرِج هذه المحاكاة في موقعك

ضعها في منصتك التعليمية أو مدونتك أو موقع صفك — مجانًا.

<iframe src="https://kiwibee.io/ar/simulations/bernoulli-venturi-tube-3d-simulation/embed" title="أنبوب فنتوري لبرنولي | KiwiBee" loading="lazy" allowfullscreen style="width:100%;height:min(70vh,620px);min-height:420px;border:0;border-radius:16px"></iframe>

واصل الاستكشاف

Explore an adult male reference body in 3D. Reveal 14 anatomical systems, search thousands of named structures, isolate organs, and pull 2,209 modeled pieces apart to see how the body is organized.

—

Explore the head and neck in 3D: 643 source meshes across 14 layers, 47 facial and masticatory muscles, and 77 drawn nerves, vessels and glands the source scan omits. Open any tooth onto its own pulp canal, and follow the seven stages of tooth development.

—