Ống Venturi Bernoulli

Ống Venturi Bernoulli là mô phỏng động lực học chất lưu 3D tương tác cho thấy mối quan hệ đánh đổi giữa vận tốc dòng chảy và áp suất tĩnh bên trong một đường ống thắt hẹp. Học sinh kéo vòng cổ ống phát sáng để thay đổi đường kính đoạn thắt D_2, điều chỉnh vận tốc đầu vào v_1 và khối lượng riêng chất lỏng rho, đồng thời phóng các xung phẩm màu vào dòng chảy. Ba ống áp kế thẳng đứng lắp tại đầu vào, cổ ống và đầu ra hiển thị cột áp suất tĩnh theo thời gian thực, minh họa cả phương trình liên tục (A_1 v_1 = A_2 v_2) lẫn phương trình Bernoulli (P_1 + 1/2 rho v_1² = P_2 + 1/2 rho v_2²).

• Kéo vòng cổ ống màu cam vào trong để giảm Đường kính cổ ống D_2 từ 15 cm xuống 9 cm và quan sát các hạt đánh dấu lao nhanh hơn qua đoạn cổ hẹp.
• So sánh cột áp kế ở giữa P_2 với cột đầu vào P_1 khi vận tốc cổ ống v_2 tăng lên, xác nhận rằng vận tốc dòng chảy càng lớn thì áp suất tĩnh càng thấp.
• Tăng gấp đôi Vận tốc đầu vào v_1 bằng thanh trượt và kiểm chứng rằng Độ giảm áp suất delta P tăng gấp bốn lần vì áp suất động tỷ lệ với v².
• Nhấn Xung phẩm màu để làm nổi bật một đám hạt chất lỏng và quan sát chúng giãn ra ở cổ ống chảy nhanh rồi nén lại ở đoạn ống khuếch tán đầu ra.
• Tăng Khối lượng riêng chất lỏng rho từ 700 kg/m³ lên 1400 kg/m³ và quan sát độ giảm áp suất delta P tăng tỷ lệ thuận với khối lượng riêng.

1. 1Sử dụng phương trình liên tục A_1 v_1 = A_2 v_2 để tính xem đường kính ống ảnh hưởng như thế nào đến vận tốc chất lỏng.
2. 2Vận dụng nguyên lý Bernoulli để giải thích vì sao áp suất tĩnh giảm tại nơi vận tốc chất lỏng tăng.
3. 3Tính độ giảm áp suất Venturi delta P = 1/2 rho (v_2² - v_1²) từ vận tốc ở đầu vào và cổ ống.
4. 4Giải thích độ cao cột chất lỏng trong áp kế thẳng đứng như số đo trực tiếp của áp suất tĩnh cục bộ.

Câu hỏi giáo viên thường đặt ra