ทฤษฏีของเบอร์นูลี่ (Bernoulli’s theorem) เป็นทฤษฎีที่ใช้สำหรับคำนวณการวัดการไหล (flow measurement) ของไหลภายในท่อด้วยแผ่นออริฟิส (orifice plate) ท่อเวนทูรี (venturi tube) และนอซเซิล (nozzle) เป็นต้น
ทฤษฎีของเบอร์นูลี่ใช้สำหรับอธิบายของไหลที่มีการไหลอย่างสม่ำเสมอ (steady flow) หรือมีการเปลี่ยนแปลงอย่างช้า ๆ ดังสมการที่ 1
(1)
โดย g คือ ความเร่งเนื่องจากแรงโน้มถ่วงโลก (9.81 m/s2)
h คือ ความสูงของกระแสของไหลวัดจากระดับอ้างอิง (m)
v คือ ความเร็วของของไหล (m/s)
P คือ ความดันของของไหลแบบสถิต (N/m2)
ρ คือ ความหนาแน่นของของไหล (kg/m3)
การเปรียบเทียบการไหลภายในท่อระหว่างจุด 2 จุด (ดังรูป) โดยใช้ทฤษฎีของเบอร์นูลี่ได้ความสัมพันธ์ดังสมการที่ 2
การไหลของของไหลภายในท่อ
(ที่มา: นวภัทรา และ ทวีพล , 2555)
(2)
ถ้าตำแหน่งจุด 2 จุด ในกระแสของไหลที่ไหลภายในท่ออยู่ในระดับความสูงเดียวกัน (h1 = h2) มีลักษณะการไหลแบบต่อนื่อง (continuity flow) ปริมาณการไหลหรือปริมาตรของของไหลต่อหนึ่งหน่วยเวลา (Qt) ที่ไหลผ่านจุดทั้งสองจุด (จุด 1 และ จุด 2) ต้องมีค่าเท่ากัน (V1A1=V2A2) และให้ (A2/A1 = m)
จะได้
(3)
โดย A1 และ A2 คือ ขนาดพื้นที่หน้าตัดของท่อที่ตำแหน่งที่ 1 และตำแหน่งที่ 2 ตามลำดับ ซึ่งการคำนวณหาค่าอัตราการไหลของของไหลโดยใช้สมการนี้มีเงื่อนไข คือ 1) การไหลของของไหลเป็นแบบมิติเดียว 2) เป็นของไหลชนิดอัดตัวไม่ได้ 3) ไม่คิดแรงเสียดทานที่เกิดขึ้น 4) ไม่มีการเปลี่ยนแปลงระดับ
ค่าอัตราการไหลที่คำนวณได้จากสมการที่ 3 เป็นค่าอัตราการไหลทางทฤษฏี (Qt) ซึ่งในทางปฏิบัติแล้วค่าอัตรการไหลจริง (Qa) ที่ได้มีค่าต่ำกว่าค่า Qt ดังนั้น จึงต้องนำค่าสัมประสิทธิ์มาคูณกับค่า Qt เพื่อปรับแก้ให้ได้ค่า Qa ค่าสัมประสิทธิ์นี้เป็นค่าที่ได้จากการทดลองเรียกค่า “Discharge coefficient, Cd”
ที่มา: การวัดและเครื่องมือวัด ประยุกต์ใช้ในอุตสาหกรรมอาหาร (นวภัทรา และ ทวีพล, 2555)