第三章流體動力學(xué)-預(yù)覽頁
【正文】 的是速度分布式（歐拉法），即各空間點上速度分量隨時間的變化規(guī)律，仍然可由此求出－指定流體質(zhì)點在不同時刻經(jīng)歷的空間位置，即運動軌跡（拉格朗日法）。過水?dāng)嗝娴男螤羁梢允瞧矫妫ó?dāng)流線是平行的 直線時）或曲面（流線為其它形狀）。本課程主 要討論恒定流運動。 ?流動的恒定、非恒定是相對時間而言，均勻、非均 勻是相對空間而言；恒定流可是均勻流，也可以是非 均勻流，非恒定流也是如此，但是明渠非恒定均勻流 是不可能存在的。 ?漸變流同一過水?dāng)嗝嫔系臏y壓管水頭（ z+p/r）近似常數(shù) （ 6）一維，二維與三維流動 1. 流動維數(shù)的確定： 三維流動 : 速度場必須表示為三個方向坐標(biāo)的函數(shù) v=v ( x, y, z, t) 二維流動 : 速度場簡化為二個空間坐標(biāo)的函數(shù) v=v ( x, y, t) 或 v=v ( r, z, t) 一維流動 : 速度場可表示為一個方向坐標(biāo)的函數(shù) v=v( x ) 或 v=v ( s ) 2. 常用的流動簡化形式： (1) 二維流動：平面流動 軸對稱流動 (2) 一維流動： 質(zhì)點沿曲線的流動 v=v ( s ) 流體沿管道的平均速度 v=v ( s ) (7)有壓流 (有壓管流 ) 、無壓流 (明渠流 ) 、射流 ? 有壓流：邊界全部為固體的流體運動 。 ? 射流：流體經(jīng)由孔口或管嘴噴射到某一空間，由于運動的流體脫離了原來限制它的固體邊界，在充滿流體的空間繼續(xù)流動的流體運動。 ? 控制體：被流體所流過的，相對于某個坐標(biāo)系來講 ,固定不變的任何體積。 水力學(xué)講義 （ 1）恒定元流的能量方程 根據(jù)物理學(xué)動能定理或牛頓第二定律，可以導(dǎo)出 恒定元流的兩個過水?dāng)嗝嬷g的能量關(guān)系式為 : 水力學(xué)講義 （ 2）恒定總流的能量方程 將恒定元流能量方程沿總流的 2個過水?dāng)嗝孢M行積 分，并且引入過水?dāng)嗝嫣幩魇蔷鶆蛄骰蛘邼u變流的 條件，就可得到恒定總流的能量方程（稱為伯努利方 程） 水力學(xué)講義 請注意 ： 積分過程中用到均勻流和漸變流條件，表明 同一過流斷面上各點的測壓管水頭具有（ ） = c的 性質(zhì)；用斷面平均流速 v替代過水?dāng)嗝嫔系膶嶋H流速， 計算單位重量液體具有的動能并不相等，因此就必須 引進動能修正系數(shù) α ，使得： 或表示為 水力學(xué)講義 （ 3）恒定總流能量方程的圖示，水頭線和水力坡度 ?恒定總流能量方程各項的量綱 都是長度量，因此可以用比例線 段表示位置水頭、壓強水頭、流 速水頭的大小。 ?注意：測壓管水頭線不一定是下降的曲線，需要由位 能與壓能的相互轉(zhuǎn)換情況來確定其形狀。基準面可以任意選擇，但 盡可能使所選的基準面能簡化能量方程，便 于求解。 水力學(xué)講義 d、選取過水?dāng)嗝娉藵M足漸變流條件外 ,還應(yīng)使 所選斷面上未知量盡量少 ,以簡化能量方程的 求解過程。 水力學(xué)講義 ?例題 如圖所示水泵管路系統(tǒng) ,已知：流量 Q=101m3/h, 管徑 d=150mm，管路的總水頭損失 hw12=,水泵效 率 η=% ， 試求： （ 1） 水泵的揚程 Hp （ 2） 水泵的功率 Np 水力學(xué)講義 恒定總流動量方程 ?恒定總流動量方程反映水流 動量變化與作用力間的關(guān)系 , 用于求解水流與固體邊界之間 的相互作用力。 ｂ、方程中的流速和作用力都具有方向的，應(yīng)用動 量方程解題必須建立坐標(biāo)系。當(dāng)未知力的方向不能事先確定時，可以先假設(shè)其方向進行求解。 ，如圖所示。 ?圍繞三個重要的方程式，學(xué)習(xí)了一些水力學(xué)的基本 概念，主要有：流線、跡線、流束或者元流、總流、 過水?dāng)嗝妗⒘髁?、斷面平均流速、點流速、水頭損 失、恒定流、非恒定流、均勻流、非均勻流、急變 流、漸變流、揚程。如長度、時間、質(zhì) 量、速度、壓強等。 ?其它物理量的量綱均可由基本量綱推導(dǎo)出來，稱為 導(dǎo)出量綱 導(dǎo)出量綱一般可由基本量綱的指數(shù)乘積形式來表 示，例如以 [χ ]表示任一物理量的導(dǎo)出量綱，則 ： [χ ]＝ [LaTbMc] 水力學(xué)講義 ?水力學(xué)中常用的量綱可分為三類。 水力學(xué)講義 謝 謝！
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