《流體力學(xué)》ppt課件 (2)-文庫吧
2024-12-31 00:05 本頁面
【正文】 定流動 液體流動時，液體中任一點處的壓力、速度和密度都不隨時間而變化的流動，亦稱為定常流動或非時變流動。 ?通流截面 垂直于流動方向的截面，也稱為過流截面。 ?流量 單位時間內(nèi)流過某一通流截面的液體體積，流量以 q表示，單位為 m3/s 或 L/min。 ?平均流速 實際流體流動時，速度的分布規(guī)律很復(fù)雜。假設(shè)通流截面上各點的流速均勻分布，平均流速為 v =q/A。 流量連續(xù)性方程 質(zhì)量守恒定律 ? 液體在管內(nèi)作恒定流動，任取 2兩個通流截面，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時間內(nèi)流過兩個截面的液體流量相等，即： ρ1v1 A1 = ρ2v2 A2 不考慮液體的壓縮性則得 q = v A = 常量 ? 流量連續(xù)性方程說明了恒定流動中流過各截面的不可壓縮流體的流量是不變的。因而流速與通流截面的面積成反比。 伯努利方程 實際流體的伯努利方程 – p1/ρg + Z1+α1v12/ 2g = p2 /ρg+ Z2+α2 v22/ 2g + hw – 實際流體存在粘性，流動時存在能量損失， hw 為單位質(zhì)量液體在兩截面之間流動的能量損失。 – 用平均流速替代實際流速， α為動能修正系數(shù)。 能量守恒定律 理想流體的伯努利方程 – p1 /ρg + Z1 + v12 / 2g = p2 /ρg + Z2 + v22 / 2g – 在管內(nèi)作穩(wěn)定流動的理想流體具有壓力能，勢能和動能三種形式的能量，它們可以互相轉(zhuǎn)換，但其總和不變，即能量守恒。 伯努利方程應(yīng)用舉例 ? 如圖示簡易熱水器，左端接冷水管，右端接淋浴蓮蓬頭。已知 A1=A2/4和 A h值，問冷水管內(nèi)流量達到多少時才能抽吸熱水？ 解：沿冷水流動方向列 A A2截面的伯努利方程 p1/ρg + v12/2g = p2/ρg + v22/2g 補充輔助方程 p1 = pa－ ρgh p2=pa v1A1=v2A2 代入得 － h+v12/2g = (v1/4)2/2g v1 = (32gh/15)1/2 q = v1A1= (32gh/15)1/2 A1 動量方程 ? 用來計算流動液體作用在限制其流動的固體壁面上的總作用力。 – ∑F = Δ（ m u） /Δt = ρq（ u2 u1） – 作用在液體控制體積上的外力總和等于單位時間內(nèi)流出控制表面與流入控制表面的液體的動量之差。 – 應(yīng)用動量方程注意： F、 u是矢量；流動液體作用在固體壁面上的力與作用在液體上的力大小相等、方向相反。 ? 例：求液流通過滑閥時，對閥芯的軸向作用力的大小 。 ? F = ρq（ v2 cosθ2 v1cosθ1） ? 液流有一個力圖使閥口關(guān)閉的力，這個力稱為液動力。 ? F ’=F =ρqv1cosθ 動量定理 管道流動 孔口流動 縫隙流動 管道流動 ?由于流動液體具有粘性，以及流動時突然轉(zhuǎn)彎或通過閥口會產(chǎn)生撞擊和旋渦，因此液體流動時必然會產(chǎn)生阻力。為了克服阻力，流動液體會損耗一部分能量，這種能
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