流體力學(xué)6講--預(yù)覽頁
【正文】 力：單位質(zhì)量力 ， 用直角坐標(biāo)系的三個坐標(biāo)方向分量表示： X、 Y、 Z； 重點(diǎn)分析： A 表面力 ： 如在運(yùn)動的粘性流體中任一點(diǎn)取一個垂直于 x軸的平面 ， p xx t xz t xy y x z 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 實(shí)際流體運(yùn)動微分方程 —— NS方程 流體力學(xué) 該平面上作用的表面力有： 法向應(yīng)力： pxx 切向應(yīng)力： txy 和 txz 作用面的法線方向 應(yīng)力的作用方向 同樣在垂直于 y軸的平面上作用有： pyy、 tyx、 tyz； 同樣在垂直于 z軸的平面上作用有 ： pzz、 tzx、 tzy； 在任一點(diǎn)互相垂直的作用面上的 應(yīng)力 共有 9個分量 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 實(shí)際流體運(yùn)動微分方程 —— NS方程 流體力學(xué) A p yy p xx t xZ t xy dy dx dz y dz dx A B C D A? B C D dxxxyxy ??? ttdxxpp xxxx ??? dxxxzxz ??? tt可以證明 ， 6個切應(yīng)力存在如下關(guān)系： yxxy tt ? zxxz tt ? zxxz tt ?（ 取一微小六面體 ， 對通過中心 A點(diǎn)且平行于某坐標(biāo)軸的軸線取力矩 。 對于 理想流體 ,其運(yùn)動方程仍然是闡述力和運(yùn)動間的關(guān)系。 流體力學(xué) 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 理想流體運(yùn)動微分方程 —— 歐拉運(yùn)動方程 利用理想流體模型 ， 可解決很多工程中的實(shí)際問題 。 =0，則為歐拉平衡方程 流體力學(xué) 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 實(shí)際流體運(yùn)動微分方程 —— NS方程 考慮粘性 ， 表面力增加了切應(yīng)力 。 粘性流體中 ，將三個相互垂直面上的法向應(yīng)力的平均值定義為 動水壓強(qiáng) ，以 p表示 B 法向應(yīng)力： ? ?zzyyxx pppp ??? 31 =p(x,y,z,t) 將各方向法向應(yīng)力定義為： 39。 yup yyy ???? ?239。2222221121 ???????? （ 48） 水頭損失 —— 能量損失 （ 2）實(shí)際流體的能量方程 —— 元流能量方程 流體運(yùn)動的能量方程 —— 伯努利方程及其應(yīng)用 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 能量損失坡度： dldHdldhJ w 039。21分別積分各項 （ 49） （ 2）實(shí)際流體的能量方程 —— 總流能量方程 流體運(yùn)動的能量方程 —— 伯努利方程及其應(yīng)用 流體動力學(xué)基礎(chǔ) A 勢能積分 假定： 流動為恒定漸變流（接近于均勻流） 可以證明，漸變流中同一過流斷面上動水壓強(qiáng)分布與靜壓分布規(guī)律近似相同（見 P90）， 有 .Constgpz ?? ? （ 410） 則勢能積分： QgpzgU d Agpzgg U d AgpzAA ???????? ?????????? ?????????? ? ?? ?????? （ 411） B 動能積分 —— 與流速在過流斷面上的分布有關(guān)，設(shè)總流過流斷面平均流速為 V， 定義： ?? A dAUAV 331? —— 動能修正系數(shù) （ 412） 則動能積分為 （ 2）實(shí)際流體的能量方程 —— 總流能量方程 流體運(yùn)動的能量方程 —— 伯努利方程及其應(yīng)用 流體動力學(xué)基礎(chǔ) gQgVAgVgdAUggg U d AgUAA?????? 2222 2 233 ??? ?? （ 413） 可以證明 （ 見 P91） ， 斷面流速分布越均勻 ， ?越接近于 1， 一般漸變流中 ， ?=~, 工程中，除流速分布很不均勻的流動外，通?？扇??≈。 （ 2）實(shí)際流體的能量方程 —— 總流能量方程 流體運(yùn)動的能量方程 —— 伯努利方程及其應(yīng)用 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 應(yīng)用舉例 由連續(xù)方程： smVddV BABA /4??????????取兩斷面 ?相等 ， 且 ?=1 ， 可計算出兩斷面的單位能量： mgVpzE AAAAA 16702 2 ???????? ??mgVpzE BBBBB 1412 2 ???????? ??∵ EAEB, 故水流由 A流向 B （ 2）兩斷面間能量損失： hwAB=EAEB= （ 2）實(shí)際流體的能量方程 —— 總流能量方程 流體運(yùn)動的能量方程 —— 伯努利方程及其應(yīng)用 流體動力學(xué)基礎(chǔ) 應(yīng)用舉例 （ 3） 水流通過鉛直放置的文丘里流量計，d1=40mm,d1/d2=2, 水銀比壓計讀數(shù)△ h=30mm, 兩斷面間水頭損失為 ，求流
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