液體流體力學(xué)基礎(chǔ)ppt課件(編輯修改稿)
2025-02-11 00:52 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 γeRvR ?總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 ? 液體在管內(nèi)作恒定流動(dòng)，任取 2兩個(gè)通流截面，根據(jù)質(zhì)量守恒定律，在單位時(shí)間內(nèi)流過(guò)兩個(gè)截面的液體流量相等，即： 流體的連續(xù)方程 依據(jù)： 質(zhì)量守恒定律 結(jié)論： 流量連續(xù)性方程說(shuō)明了恒定流動(dòng)中流過(guò)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。 ρ 1v1 A1 = ρ 2v2 A2 不考慮液體的壓縮性，則得 q =v A =常量 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 流體的伯努利方程 理想液體微小流束伯努利方程 假設(shè) ：理想液體作恒定流動(dòng) 依據(jù) ：能量守恒定律 推導(dǎo) ：研究流束段 ab在時(shí)間 dt內(nèi)流到 a39。b‘ ?外力對(duì)流束段 ab所做的功 W ?流束段 aa‘bb’能量的變化 Δ E 動(dòng)能 位能 ?外力做功 =能量變化 W=Δ E gg 22221 21 h2uρph2uρp 1 ?????)pt (pqW quAuAtuAptuApsApsApW21221122221111222111 ???? ???? dd dd而d ddddddddρthqρthqEρ2utqρ2utqE12221221dgddgdΔddddΔ????所以 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 實(shí)際液體伯努利方程 pghpghp vv ??????? 2222221111 2121 ?????? 實(shí)際液體 ： 有粘性、可壓縮、 非穩(wěn)定流動(dòng)。 速度修正 : α 動(dòng)能修正系數(shù) 平均流速代替實(shí)際流速，考慮能量損失 hw g h g h p g h u p w u ? ? ? ? ? ? 2 2 2 2 2 1 1 1 2 2 2 1 ? ? ? ? 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 m2v2 動(dòng)量方程 )( 1122 vvqF ??? ??? ??依據(jù) ：動(dòng)量定理 m1v1 F t ? ?? ?12121122vvqvvtVVmtvmvmF???????β 1β 2動(dòng)量修正系數(shù)，湍流 =1，層流 =4/3 t(m v)Fdd? 用來(lái)計(jì)算流動(dòng)液體作用在限制其流動(dòng)的固體壁面上的總作用力。 推導(dǎo) ： 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 例題：閥芯打開時(shí)受力分析 Fx=ρ q(β 2v2cos90–β 1v1cosθ ) 取 β 1=1 則 Fx=–ρ qβ 1v1cosθ F39。x=–Fx=ρ qβ 1v1cosθ 指向使閥芯關(guān)閉的方向 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 第四節(jié) 液體流動(dòng)時(shí)的壓力損失 由于流動(dòng)液體具有粘性，以及流動(dòng)時(shí)突然轉(zhuǎn)彎或通過(guò)閥口會(huì)產(chǎn)生撞擊和旋渦，因此液體流動(dòng)時(shí)必然會(huì)產(chǎn)生阻力。為了克服阻力，流動(dòng)液體會(huì)損耗一部分能量，這種能量損失可用液體的壓力損失來(lái)表示。壓力損失即是伯努利方程中的 hw項(xiàng)。 壓力損失由 沿程壓力損失 和 局部壓力損失 兩部分組成。 液流在管道中流動(dòng)時(shí)的壓力損失和液流運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)。 流態(tài)、雷諾數(shù) 沿程壓力損失 局部壓力損失 總壓力損失 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 1）實(shí)驗(yàn) 2）流態(tài) ?層流： 分層、穩(wěn)定、 無(wú)橫向流動(dòng)。 ? 湍流：不分層、不穩(wěn)定、有橫向流動(dòng)。 3）判定流態(tài) ?雷諾數(shù) Re ?臨界雷諾數(shù) Recr ?判定方法 Re Recr—— 層流 Re Recr—— 湍流 υvdRe ?總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 流態(tài)，雷諾數(shù) ?雷諾實(shí)驗(yàn)裝置 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 實(shí)驗(yàn)裝置 通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)液體在管道中流動(dòng)時(shí)存在兩種流動(dòng)狀態(tài)： 層流 —— 粘性力起主導(dǎo)作用 湍流 —— 慣性力起主導(dǎo)作用 液體的流動(dòng)狀態(tài)用雷諾數(shù)判斷。 如果液流的雷諾數(shù)相同，它的流動(dòng)狀態(tài)也相同。 一般以液體由紊流轉(zhuǎn)變?yōu)閷恿鞯睦字Z數(shù)作為判斷液體流態(tài)的依據(jù)，稱為臨界雷諾數(shù)，記為 Recr。 當(dāng) Re＜ Recr為層流； Re＞ Recr為湍流。 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 由牛頓內(nèi)摩擦定律 由液柱受力平衡 tuμ2 πruA μFddrdd ????? ? Frpp 221 ?? π22m a x22rRd16 μpR4 μpu0r)r(R4 μprr2 μpurr2 μpulΔlΔ時(shí)lΔdlΔdlΔd則?????????沿程壓力損失 液體在等直徑管中流動(dòng)時(shí)因摩擦而產(chǎn)生的損失，稱為沿程壓力損失。因液體的流動(dòng)狀態(tài)不同沿程壓力損失的計(jì)算有所區(qū)別。 總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 . pl32dpl1 2 8d/4d1Aqvpl1 2 8dRl8pr)rr(Rl4p2qr)rr(Rl4p2r d ru2Auq24244R02222ΔΔππ流速ΔπΔπdΔπdΔππd流量d??????????????????22/6432 222vdlvdlddlvp ??????? ????總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 λ ? 對(duì)于層流 理論值 λ =64/Re；金屬管 λ =75/Re。 橡膠管 λ =80/Re ? 對(duì)于湍流 光滑管 λ = 粗糙管局 Re和 Δ /d從手冊(cè)上查取 22vdlp ??? ??總目錄 返回本章 返回本節(jié) 下一頁(yè) 上一頁(yè) 結(jié)束 ? 液體流經(jīng)管道的彎頭、接頭、閥口等處時(shí)，液體流速的大小和方向發(fā)生變化，會(huì)產(chǎn)生漩渦并發(fā)生紊動(dòng)現(xiàn)象，由此造成的壓力損失稱為局部壓力損失。 Δpξ= ξρv 2 / 2 ξ 為局部阻力系數(shù)，其數(shù)值可查有關(guān)手冊(cè)。 ? 液流流過(guò)各種閥的局部壓力損失可由閥在額定壓力下的壓力
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