베르누이의 방정식이라는 것이 무엇인가요?
기계공학 관련 공부를 하고 있는데 베르누이의 방정식이란 것이 있었습니다. 그것이 무엇이며 이것으로. 엔진 설계에 어떤 영향을 미치는지 궁금합니다.
안녕하세요. 안다람 전문가입니다.
베르누이 방정식은 유체역학을 다루는 분야에서 나오는데요
엔진 설계 관련하여 유체에 관련된 흡기 시스템,연료 분사시스템,터보차저,배기시스템,냉각시스템
그리고 외부 디자인이 엔진 성능에 미치는 영향을 분석하는 공기역학 시스템 설계에 활용하고 있습니다.
베르누이의 방정식은 유체의 에너지 보존 법칙으로 유체의 압력, 속도, 높이 간의 관계를 설명하는데요. 이 방정식은 비압축성, 비점성 유체 흐름에서 적용됩니다. 엔진 설계에서는 공기 흐름과 연료 혼합, 압축 과정 등에서 굉장히 중요한데 예를 들면 공기 흡입구 설계 시 공기 흐름을 최적화해 효율을 높이는 데 사용되며 터보차저와 같은 장치에서 유체 속도와 압력 변화를 이해하고 설계하는 데 도움이 됩니다. 베르누이의 방정식은 유체 동역학을 이해하고 엔진 성능을 최적화하는 데 필수적인 방정식이라고 할 수 있겠습니다.
안녕하세요. 서종현 전문가입니다.
베르누이의 방정식은유체역학에서중요한원리를설명하는방정식입니다 엔진의공기흡입구와연료혼합시스템에서공기의흐름속도와압력을 계산하여 연료혼합비율을설계하는데베르누이의방정식이사용됩니다공기와연료의혼합비율은 엔진의성능과연료효율에 직접적인영향을줍니다
안녕하세요. 김상규 전문가입니다.
베르누이 방정식 이란
흐르는 유체에 대해
유선 상에서 모든형태의 에너지의 합은
언제나 일정하다는 점을 설명합니다.
여러 엔진에서 적용되나
특히
로켓엔진에서 추력을 발생시키는 노즐에
적용되는 중요한 원리입니다
로켓 노즐은 출구쪽 단면적이 넓어지는
일종의 종 모양으로
여기 적용되는 원리는
음속이하에서는
유체의 속도가 '베르누이 정리'에 따라
유체가 통과하는 단면적을 좁히면
속도가 줄어듭니다.
하지만 유체속도가 음속에 도달하면
가스의 압축성이 명확히 나타나
단면적을 ㅈ 줄여도 속도가 가속되지않는
현상이 발생합니다.
하지만
이 음속의 가스가 통과하는
통로의 단면적을 갑자기 넓게 만들어버리면
가스가 급팽창함에따라
그 속도가 음속이상으로 더욱 높아지는
현상이 발생하게 되는데
이게 로켓엔진 노즐의 핵심적 원리 입니다.
이러한 노즐을
드 라발 노즐이라하는데요
이 노즐 사용 시
연소실내 발생한 아음속 가스흐름은
중간부분 끝조림 노즐 앞부분영역에서
음속이 도달하게되고
그다음에 확산되는 노즐에서
팽창하여 속도를 얻으면서
초음속 흐름으로 바뀌게 됩니다
이 팽창과 가속은
가스가 지닌 압력이
주위의 압력과 같아질때까지 계속되어
노즐 출구의 내외 압력이
균형을 이루는 것이 이상적 상태입니다.
이처럼 베르누이 정리에 기초해서
압력과 속도 사이.관계를 이해함으로써
비행기 설계
엔진 작동 설계 등
다양한 현상을 더 잘 이해가능합니다