【正文】 ：有效斷面面積減小 一、 基本原理：當(dāng)管路中的流體流經(jīng)節(jié)流裝置時，在收縮斷面處流速增加，壓降低，使節(jié)流裝置前后產(chǎn)生壓差，可通過測量壓差來計(jì)量流量。 二、 U 型測壓計(jì)測壓計(jì)算。 德育目標(biāo)： 通過對流量的合理運(yùn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的安全運(yùn)行。 例 4. 圖示為一抽水裝置， 利用噴射水流在吼道斷面上造成的負(fù)壓，可將 M容器中的積水抽出。 講授新課： 穩(wěn)定液流能量方程式 的應(yīng)用實(shí)例 1） . 一般水力計(jì)算問題 【 例 28 】 已知： mhmhmdmdPaatpCwBBwACAA, 4?????????? 求： Vc＝？ Q＝？ pB＝？ 解：分析： A、 B、 C三個斷面各有三個參數(shù) z、 p、 V √ √ ？ √ ？ ？ √ √ ？ zA、 pA、 VA； zB、 pB、 VB； zC、 pC、 VC 取 A— C兩斷 面列方程有二個未知數(shù) VA、 VC，再聯(lián)立連續(xù)性方程可求解。 二、噴射泵的工作原理。 德育目標(biāo)： 流量和位置高度的數(shù)值 為以后的穩(wěn)定運(yùn)行和壓力控制提供了參考數(shù)據(jù)。 （ 5）兩斷面之間的總水頭線下降高度就是這兩斷面間的水頭損失 hw1－ 2 舉例：局部損失不計(jì) 二 、 穩(wěn)定液流能量方程式 的應(yīng)用 伯努利方程式的應(yīng)用包括四個方面： ① 一般水力計(jì)算 ② 節(jié)流式流量計(jì) 必須首先計(jì)算 此處為難點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際講解 16 ③ 畢托管、駐壓強(qiáng)、總壓強(qiáng)（測速管 ） ④ 流動吸力問題 解題步驟： ① 順液流方向取三面 兩個計(jì)算斷面： 所求未知量所在斷面 ； 已知條件比較充分的斷面；基準(zhǔn)面0— 0 ② 列伯努利方程求解 應(yīng)用伯努利方程應(yīng)注意的問題： ① 搞清使用條件 ② 方程中位置水頭 z 是相對基準(zhǔn)面而言 ③ 計(jì)算時，方程兩邊選用壓力標(biāo)準(zhǔn)一致，單位統(tǒng)一 ④ 動能修正系數(shù) 1?? ⑤ 同一基準(zhǔn)面上兩點(diǎn) 2兩處含義不同，不可混用； ⑥ 對于水罐、水池等，液面上速度近似為零。 反之為負(fù)壓區(qū)；交點(diǎn)處， p＝ 0 水頭線的繪制 （ 1）確定基準(zhǔn)面 0－ 0。 （①位置水頭線；②壓力水頭線；③總水頭線） 水頭線的性質(zhì) （ 1） .總水頭線（ Ht）一般情況下總是下降的，有局部損失時集中下降，有泵時 重點(diǎn)掌握 明確各過程線的含義 15 除外。它可直觀地反映各能量轉(zhuǎn)化關(guān)系。 二、 液流的能頭線的繪制方法。 德育目標(biāo)： 調(diào)節(jié) 流速、流量和壓力等量，有利于電廠進(jìn)行有序的調(diào)控工作從而 保證安全運(yùn)行。 （ 4） 適用條件： ① 定常流動； ② 不可壓； 重點(diǎn)掌握緩變流的應(yīng)用范圍 12 ③ 質(zhì)量力只受重力； ④ 選取的計(jì)算斷面為緩變流斷面，中間允許有急變流； ⑤ 具有共同流線。 （ 三 ） 、 伯努里方程式的修正 緩變流 （ 解決壓力不等的問題） （ 1）定義： 流線間夾角很小，近似平行 ； 流線曲率半徑很大，近似直線 的流動。 假設(shè)流體為不可壓縮流體，積分上式可得 重點(diǎn)掌握 明確各過程線的含義 10 Cupgz ??? 22? 或 CgUgpz ??? 2 2? 對于不同的流線，方程式右端的常數(shù)值取不同的值。 (4) 再比較 4處位置高度、測壓管中水柱高度可知，液體在等直徑管道內(nèi)流動時，無論位置高低，由于流速相等其沿程 各點(diǎn)的比動能均保持不變，各點(diǎn)的比勢能是沿程減小的。 （ 2） 管道出口有水流出。 講授新課： 三、 穩(wěn)定液流的能量方 程式及其應(yīng)用 （一）、液體流動的機(jī)械能及其轉(zhuǎn)換。 教學(xué)難點(diǎn) 一、分析管道內(nèi)比動能和比 壓能的轉(zhuǎn)換過程。 技能目標(biāo) ： 能量守恒定律同樣適用于電廠中流體的流動過程。 一維總流的連續(xù)性方程 （ 1） 微元流束的連續(xù)性方程 dcdAc 22111 ?? ? （ 2） 總流的連續(xù)性方程 可壓縮流體定常流動時連續(xù)性方程 222111 AcAc ?? ? 沿流程的質(zhì)量流量保持不變 。） 二、穩(wěn)定液流的連續(xù)性方程式及其應(yīng)用。 流量。 二、穩(wěn)定液流的中 C 與 A 的關(guān)系。 德育目標(biāo)： 用連續(xù)性方程式來判斷電廠中管路流體流動的狀態(tài)。 小結(jié)： 用歐拉法即宏觀的角度來分析和解決問題效果較好。機(jī)組啟停及負(fù)荷變動時，流體在各管道內(nèi)的流動都是非穩(wěn)定流。 穩(wěn)定流與非穩(wěn)定流 如圖所示，在流場中任取一條不是流線的封閉曲線，通過該曲線上的各點(diǎn)可作出許多條流線，這些流線構(gòu)成 的管狀表面，稱為流管。 非定常流動時，流線和跡線不重合 。 說明 ：兩種方法具有互換性。 （ 3） 、方程：因?yàn)闅W拉法是描寫流場內(nèi)不同位置的質(zhì)點(diǎn)的流動參量隨時間的變化，則流動參量應(yīng)是空間坐標(biāo)和時間的 函數(shù)。 （ 6）、流速：流體質(zhì)點(diǎn)在單位時間內(nèi)移動的距離叫做液體質(zhì)點(diǎn)的運(yùn)動速度。 （ 2） 、方程：設(shè)任意時刻 t，質(zhì)點(diǎn)坐標(biāo)為 (x， y， z) ，則： x = x(a,b,c,t) y = y(a,b,c,t) z = z(a,b,c,t) （ 3） 、適用情況：流體的振動和波動問題。 教學(xué)方法 講授、分析、比較 教學(xué)媒體 黑板、粉筆 授課時間 教材分析 本小節(jié)內(nèi)容通過確定研究電廠中各設(shè)備內(nèi)流體運(yùn)動的方法，確定出設(shè)備內(nèi)處于穩(wěn)定流的緩變流時，管內(nèi)流體流動能量損失最小。 德育目標(biāo)： 分析管中流速的變化掌握水流狀態(tài)，確保設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行。 技能目標(biāo) ： 通過測壓管讓學(xué)生了解液體運(yùn)動要素與運(yùn)動的關(guān)系。 教學(xué)難點(diǎn) 一、壓力、流速的概念 二、穩(wěn)定流、緩變流的區(qū)別。 （ 1）、定義：不同的壓力和流速反映液體不同的運(yùn)動情況，這種 表示液體運(yùn)動特性的物理量如壓力、流速等，統(tǒng)稱為液體的運(yùn)動要素。 （ 5）、壓力：管內(nèi)液體運(yùn)動時，測壓管顯示的液體動壓力，簡稱壓力。 （ 2） 、歐拉變數(shù)：空間坐標(biāo)（ x， y， z）稱為歐拉變數(shù)。 遷移加速度 ：流體質(zhì)點(diǎn)所在的空間位置的變化而引起的速度變化率。 （ 4）、 流線：（歐拉法） ① 定義：是表示流場中同一時刻一系列連續(xù)質(zhì)點(diǎn)流動方向的空間曲線 ② 流線的特性： 流線是一條光滑曲線，既不能相交，也不能轉(zhuǎn)折 靠近固體壁面的流線通常與壁面平行，若流線不平行而脫離壁面時，會出現(xiàn)漩渦 定常流場中流線的形狀不隨時間變化，并與跡線重合。 解： tydytxdx ???? 積分： ln(x+t)=ln(y+t)+C → (x+t) (y+t)=C` 當(dāng) t＝ 0時， x＝－ 1， y＝ 1，代入上式得： C`＝ 1 所以，過 A（－ 1， 1）點(diǎn)流線的方程為： xy＝－ 1 二、液體流動的分類。 C. 非穩(wěn)定流：流場中任意一點(diǎn)的運(yùn)動要素不僅隨空間位置變化，同時也隨時間而變化的流動， （ 2）應(yīng)用：負(fù)荷不變的正常運(yùn)行時，各種汽、水、油、風(fēng)及煙在管道內(nèi)的流 流線方程 注意時間、空間變化對流體的影響 4 動都認(rèn)為是穩(wěn)定流。 其他管段內(nèi)的流動均為急變流。 技能目標(biāo) ： 連續(xù)性方程式的推導(dǎo)，得出穩(wěn)定液流中流速與過流斷面的關(guān)系。 教學(xué)難點(diǎn) 一、 過流斷面上流速的分布。 講授新課： 一、 流量及過流斷面平均流量 。（可進(jìn)而理解：就是體積流量被過水?dāng)嗝婷娣e除得的商。 若流體是不可壓縮的，不論是定常或非定常流動 均為常數(shù)，故成為 在理解的基礎(chǔ)上掌握 明確各過程線的含義 7 為不可壓縮流體三維流動的連續(xù)性的方程。 此處為難點(diǎn)，結(jié)合實(shí)際講解 8 單元 單元一 液體機(jī)械運(yùn)動的基本規(guī)律 課題 課題二 液體動力學(xué)基本方程式及其應(yīng)用 課型 新授課 課時 2 教學(xué)目標(biāo) 知識目標(biāo) ： 了解液體流動的機(jī)械能及其轉(zhuǎn)換，掌握單位重力液體表示的能量方程式。 穩(wěn)定液流的能量方程式。 教后記 布置作業(yè) P49 213 作業(yè)情況 9 教學(xué)過程： 備注 引入課題： 穩(wěn)定液流的能量方程式是液體流動時遵循的基本規(guī)律，常與連續(xù)性方程式聯(lián)立起來解決生產(chǎn)實(shí)際問題。表明管道內(nèi)各點(diǎn)的比勢能都有所減小。 (3) 比較點(diǎn) 2處測壓管中水柱高度可知， h1h2,C1面管道流到大斷面管道時，比動能減小，比壓能增大。在上述條件下，對理想流體運(yùn)動微分方程進(jìn)行簡化并求一次積分，可求得理性流體微元流束的伯努里方 程。 ② 物理意義： z —— 比位能 Pgρ —— 比壓能 gu22—— 比動能：單位重量流體所具有的動能 理想不可壓縮流體在重力作用下作定常流動時，沿同一流線（或微元流束）上各點(diǎn)的單位重量流體所具有的位勢能、壓強(qiáng)勢能和動能之和保持不變，即機(jī)械能為一常數(shù)。 （ 2） 1?? 層流時， 2?? 紊流時， ~?? 速度越大，雷諾數(shù) 1,Re ?? ? （斷面上 u的差別越?。? （ 3） 21?wh 的物理意義：實(shí)際總流 1→ 2有效斷面間