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正文內(nèi)容

伯努利方程的應(yīng)用(留存版)

  

【正文】 流流動(dòng)是NS方程具有解析解的典型例子之一,包括固定平板間的壓差流,平板間作相對(duì)平移運(yùn)動(dòng)的剪切流及兩種流動(dòng)同時(shí)存在的一般庫(kù)埃特流。沿總流的伯努利方程將伯努利方程三項(xiàng)機(jī)械能在有效截面A上按質(zhì)量流量積分,總機(jī)械能沿流束仍保持守恒,即以截面平均流速V代替不均勻的速度分布,引入動(dòng)能修正因子。動(dòng)能與壓強(qiáng)勢(shì)能相互轉(zhuǎn)換。從皮托管正前方A點(diǎn)到端點(diǎn)O再到側(cè)壁孔B點(diǎn)的AOB線是一條流線,A點(diǎn)的速度和壓強(qiáng)分別為和 ,沿流線AO段按(B4.3.4)式列伯努利方程+在皮托管端點(diǎn)O,流體速度降至零,稱為駐點(diǎn),稱為駐點(diǎn)壓強(qiáng),U形管右支管測(cè)到的即是駐點(diǎn)壓強(qiáng).由于,由(a)式可得上式中稱為動(dòng)壓強(qiáng),為流體質(zhì)點(diǎn)的動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為壓強(qiáng)勢(shì)能時(shí)應(yīng)具有的壓強(qiáng).(b) 式表明駐點(diǎn)壓強(qiáng)為靜壓強(qiáng)和動(dòng)壓強(qiáng)之和,故稱為總壓強(qiáng).由(b)式動(dòng)壓強(qiáng)可表為 由于皮托管較細(xì),流線上的AB兩點(diǎn)的位置差可忽略,伯努利方程為因,由上式,即U形管左支通過(guò)皮托管側(cè)壁小孔測(cè)到的是當(dāng)?shù)仂o壓強(qiáng).在U形管內(nèi)列壓強(qiáng)關(guān)系式可得由于實(shí)際流體具有粘性及皮托管加工誤差等原因,流體動(dòng)壓強(qiáng)轉(zhuǎn)化為U形管內(nèi)液位差讀數(shù)存在誤差,需乘上一個(gè)修正系數(shù),由(c),(d)式可得稱為皮托管系數(shù),可通過(guò)用標(biāo)準(zhǔn)皮托管作標(biāo)定測(cè)量后確定.由(e)式可得小孔出流:托里拆利公式及縮頸效應(yīng)從一個(gè)大容器側(cè)壁下部距離液面為h處開(kāi)一個(gè)小孔,設(shè)液面水位不變,求出流速度和出流流量。入口段附加壓強(qiáng)損失K是入口段長(zhǎng)度L,雷諾數(shù)及管道形狀因子的函數(shù),可運(yùn)用有限差分法求解NS方程獲得。解:取圖示虛線所示控制體CV,由連續(xù)性方程實(shí)驗(yàn)證明在死水區(qū)(拐角分離區(qū))的壓強(qiáng) 。設(shè)某瞬間波前的流體壓強(qiáng)和密度分別為p,。超聲速流(Ma1)在收縮管中,將減速和增壓(;在擴(kuò)張管將加速(和減壓(,與亞聲速流正好相反。完全氣體的焓的微分式可表示為稱為氣體的比定壓熱容,它僅是溫度的函數(shù)引入比熱比與的關(guān)系為如空氣熱力學(xué)第一定律表述為:對(duì)氣體所加的熱能等于氣體內(nèi)能的增加和氣體對(duì)外所做功之和。達(dá)西公式在水平直圓管定常流動(dòng)中只有沿程損失,因,由()式中可得用量綱分析法求得 實(shí)
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