Engineeringद्रव यांत्रिकीA-Level
AQAEdexcelOCRAPSATBritish ColumbiaVictoriaCBSE

बर्नौली का सिद्धांत

तरल पदार्थों में ऊर्जा का संरक्षण।

Understand the formulaSee the free derivationOpen the full walkthrough

This public page keeps the free explanation visible and leaves premium worked solving, advanced walkthroughs, and saved study tools inside the app.

Core idea

Overview

बर्नौली का सिद्धांत बहते तरल पदार्थों के लिए ऊर्जा संरक्षण की एक मौलिक अभिव्यक्ति है, जो दबाव, वेग और ऊंचाई से संबंधित है। यह निर्धारित करता है कि असंपीड्य, घर्षण रहित द्रव के स्थिर प्रवाह में, गति में वृद्धि एक साथ स्थैतिक दबाव या संभावित ऊर्जा में कमी के साथ होती है।

When to use: इस समीकरण को घर्षण और ऊष्मा हस्तांतरण नगण्य होने पर, रेखाओं के साथ स्थिर, असंपीड्य और अदृश्य प्रवाहों पर लागू करें। इसका उपयोग मुख्य रूप से बंद नलिकाओं में द्रव व्यवहार का विश्लेषण करने, छिद्रों के माध्यम से प्रवाह की गणना करने, या वायुगतिकीय सतहों पर लिफ्ट निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

Why it matters: यह सिद्धांत वायुगतिकी और जलविद्युत का आधार है, जो बताता है कि विमान के पंख लिफ्ट कैसे उत्पन्न करते हैं और वेंटुरी मीटर प्रवाह दर को कैसे मापते हैं। यह इंजीनियरों को जटिल पाइपिंग नेटवर्क में दबाव परिवर्तनों का अनुमान लगाने और कुशल द्रव परिवहन प्रणालियों को डिजाइन करने की अनुमति देता है।

Symbols

Variables

H = Total Pressure, P = Static Pressure, = Density, v = Velocity, g = Gravity

Total Pressure
Pa
Static Pressure
Pa
Density
Velocity
m/s
Gravity
Height

Walkthrough

Derivation

बर्नौली के समीकरण को समझना

बर्नौली का समीकरण द्रव प्रवाह के लिए ऊर्जा संरक्षण लागू करता है, जो एक धारा रेखा के साथ दबाव, गति और ऊंचाई को संबंधित करता है।

  • द्रव असंपीड्य और श्यानता रहित (नगण्य श्यानता) है।
  • प्रवाह स्थिर है और एक धारा रेखा के साथ है।
1

बर्नौली का समीकरण (एक धारा रेखा के साथ) बताएं:

स्थैतिक दबाव, प्रति आयतन गतिज ऊर्जा, और प्रति आयतन गुरुत्वाकर्षण विभव ऊर्जा एक धारा रेखा के साथ एक स्थिरांक का योग करते हैं।

2

दो बिंदुओं के बीच लागू करें:

यदि किसी संकुचन में गति बढ़ती है, तो प्रति आयतन कुल ऊर्जा को स्थिर रखने के लिए दबाव कम होने की प्रवृत्ति रखता है (जब धारणाएँ लागू होती हैं)।

Result

Source: Standard curriculum — A-Level Fluid Mechanics

Why it behaves this way

Intuition

एक मोड़दार पाइप के माध्यम से लगातार बह रहे पानी की कल्पना करें जो अपने व्यास और अपनी ऊर्ध्वाधर ऊंचाई दोनों को बदलता है; बर्नौली का सिद्धांत दिखाता है कि उसकी कुल

Term
एक धारा रेखा के साथ द्रव की प्रति इकाई आयतन कुल यांत्रिक ऊर्जा।
स्थैतिक दबाव, गतिशील दबाव, और हाइड्रोस्टेटिक दबाव के निरंतर योग का प्रतिनिधित्व करता है, जो एक आदर्श द्रव प्रवाह में ऊर्जा संरक्षण को दर्शाता है।
Term
स्थैतिक दबाव, द्रव का ऊष्मागतिकीय दबाव जो सभी दिशाओं में समान रूप से लगाया जाता है।
द्रव का आंतरिक दबाव, जो कुल ऊर्जा को बनाए रखने के लिए द्रव के तेज होने पर कम हो जाता है।
Term
गतिशील दबाव, जो गति के कारण द्रव की प्रति इकाई आयतन गतिज ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है।
यह पद द्रव गति से जुड़ी ऊर्जा को दर्शाता है; यह द्रव की गति के साथ काफी बढ़ता है।
Term
हाइड्रोस्टेटिक दबाव, जो ऊंचाई के कारण द्रव की प्रति इकाई आयतन विभव ऊर्जा का प्रतिनिधित्व करता है।
गुरुत्वाकर्षण के विरुद्ध लंबवत रूप से गति करने वाले द्रव के रूप में संग्रहीत या जारी ऊर्जा के लिए जिम्मेदार है।
Term
द्रव घनत्व, द्रव का प्रति इकाई आयतन द्रव्यमान।
किसी दिए गए आयतन में 'कितना पदार्थ' पैक किया गया है, इसका एक माप, जो सीधे गतिज और विभव ऊर्जा पदों को प्रभावित करता है।
Term
द्रव वेग, धारा रेखा के साथ द्रव प्रवाह की गति।
गतिशील दबाव पद का प्राथमिक चालक; उच्च वेग का अर्थ अधिक गतिज ऊर्जा है।
Term
गुरुत्वाकर्षण के कारण त्वरण।
विभव ऊर्जा की शक्ति निर्धारित करने वाला मौलिक स्थिरांक।
Term
एक संदर्भ डेटा से ऊपर द्रव तत्व की ऊंचाई या ऊँचाई।
ऊर्ध्वाधर स्थिति जो द्रव की गुरुत्वाकर्षण विभव ऊर्जा निर्धारित करती है।

Free study cues

Insight

Canonical usage

This equation requires all terms to have consistent units of pressure (or energy per unit volume) for dimensional homogeneity, typically in Pascals (Pa) in the SI system or pounds per square inch (psi)

One free problem

Practice Problem

300000 Pa के कुल ऊर्जा शीर्ष H वाला एक क्षैतिज जल पाइप। यदि पानी (घनत्व 1000 kg/m³) 5 मीटर की ऊंचाई पर 4 मीटर/सेकंड पर प्रवाहित होता है, तो g = 9.81 m/s² का उपयोग करके पाइप के भीतर स्थैतिक दबाव P ज्ञात करें।

Hint: P = H - 0.5ρv² - ρgh सूत्र को पुनर्व्यवस्थित करें।

The full worked solution stays in the interactive walkthrough.

Where it shows up

Real-World Context

पाइप में गति बढ़ने पर दबाव ड्रॉप का अनुमान लगाना। के संदर्भ में, बर्नौली का सिद्धांत मापों को ऐसी मान में बदलने के लिए इस्तेमाल होता है जिसे समझा जा सके। परिणाम इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डिजाइन के आयाम, प्रदर्शन या सुरक्षा मार्जिन की जांच करने में मदद करता है।

Study smarter

Tips

  • सुनिश्चित करें कि सभी इकाइयाँ सुसंगत हैं, आमतौर पर दबाव के लिए पास्कल, घनत्व के लिए kg/m³, और वेग के लिए m/s।
  • कुल शीर्ष (H) केवल पंप जैसे ऊर्जा-जोड़ने वाले उपकरणों की अनुपस्थिति में एक एकल रेखा के साथ स्थिर रहता है।
  • सत्यापित करें कि द्रव घनत्व (rho) महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है, क्योंकि यह सिद्धांत असंपीड्यता मानता है।

Avoid these traps

Common Mistakes

  • वास्तविक पाइपों में ऊर्जा हानि को नजरअंदाज करना।
  • ऊंचाई के लिए m और cm को मिलाना।

Common questions

Frequently Asked Questions

बर्नौली का समीकरण द्रव प्रवाह के लिए ऊर्जा संरक्षण लागू करता है, जो एक धारा रेखा के साथ दबाव, गति और ऊंचाई को संबंधित करता है।

इस समीकरण को घर्षण और ऊष्मा हस्तांतरण नगण्य होने पर, रेखाओं के साथ स्थिर, असंपीड्य और अदृश्य प्रवाहों पर लागू करें। इसका उपयोग मुख्य रूप से बंद नलिकाओं में द्रव व्यवहार का विश्लेषण करने, छिद्रों के माध्यम से प्रवाह की गणना करने, या वायुगतिकीय सतहों पर लिफ्ट निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

यह सिद्धांत वायुगतिकी और जलविद्युत का आधार है, जो बताता है कि विमान के पंख लिफ्ट कैसे उत्पन्न करते हैं और वेंटुरी मीटर प्रवाह दर को कैसे मापते हैं। यह इंजीनियरों को जटिल पाइपिंग नेटवर्क में दबाव परिवर्तनों का अनुमान लगाने और कुशल द्रव परिवहन प्रणालियों को डिजाइन करने की अनुमति देता है।

वास्तविक पाइपों में ऊर्जा हानि को नजरअंदाज करना। ऊंचाई के लिए m और cm को मिलाना।

पाइप में गति बढ़ने पर दबाव ड्रॉप का अनुमान लगाना। के संदर्भ में, बर्नौली का सिद्धांत मापों को ऐसी मान में बदलने के लिए इस्तेमाल होता है जिसे समझा जा सके। परिणाम इसलिए महत्वपूर्ण है क्योंकि यह डिजाइन के आयाम, प्रदर्शन या सुरक्षा मार्जिन की जांच करने में मदद करता है।

सुनिश्चित करें कि सभी इकाइयाँ सुसंगत हैं, आमतौर पर दबाव के लिए पास्कल, घनत्व के लिए kg/m³, और वेग के लिए m/s। कुल शीर्ष (H) केवल पंप जैसे ऊर्जा-जोड़ने वाले उपकरणों की अनुपस्थिति में एक एकल रेखा के साथ स्थिर रहता है। सत्यापित करें कि द्रव घनत्व (rho) महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है, क्योंकि यह सिद्धांत असंपीड्यता मानता है।

References

Sources

  1. Fundamentals of Fluid Mechanics by Bruce R. Munson, Donald F. Young, Theodore H. Okiishi, Wade W. Huebsch
  2. Fluid Mechanics by Frank M. White
  3. Wikipedia: Bernoulli's principle
  4. Britannica: Bernoulli's principle
  5. Bird, R. Byron, Stewart, Warren E., Lightfoot, Edwin N. Transport Phenomena. 2nd ed. John Wiley & Sons, 2002.
  6. Incropera, Frank P., DeWitt, David P., Bergman, Theodore L., Lavine, Adrienne S. Fundamentals of Heat and Mass Transfer. 7th ed.
  7. Halliday, David, Resnick, Robert, Walker, Jearl. Fundamentals of Physics. 10th ed. John Wiley & Sons, 2014.
  8. Bird, R. Byron, Stewart, Warren E., Lightfoot, Edwin N. Transport Phenomena, 2nd Edition. John Wiley & Sons, 2002.