注冊巖土工程師流體力學(xué)考試復(fù)習(xí)資料-資料下載頁
2024-08-30 18:14本頁面
【導(dǎo)讀】的運動特征、沿程、局部水頭損失系數(shù)及水頭損計算，邊界層和繞流阻力計算。打開玻璃管的調(diào)節(jié)閥，玻璃管中水開始流動。當管中平均流速副較小時，顏色液呈一直線狀，與周圍清。水互不摻混，這種有規(guī)則的分層流動被稱為層流。隨著的增大，顏色液將產(chǎn)生波動，直。到某一數(shù)值，顏色液擴散到清水中，不復(fù)再見。流體質(zhì)點的軌跡是十分混亂的，這種流態(tài)被稱作紊流。由于層流和紊流水頭損失的規(guī)律不同，在計算水頭損失前，必須判別流態(tài)。因此采用綜合性的雷諾數(shù)Re作。時間作無規(guī)則的變化，這種變化稱為脈動現(xiàn)象。但對于紊流的切應(yīng)力、紊流擴散等問題的研究卻必須考慮紊流的脈動。存在著紊流的附加切應(yīng)力，又稱為雷諾應(yīng)力。而紊流核心區(qū)域內(nèi)由于質(zhì)點相互摻混和動量交換，使速度趨于平均化。明渠均勻流產(chǎn)生的必要條件及均勻流特性，謝才公式、滿寧公。流體經(jīng)孔口流出稱為孔口出流。出流沒有干擾作用，稱為薄壁孔口。
【正文】 小和方向沿流線不變。反之，流線不相平行或不是直線的流動稱為非均勻流。即任一點流速的大小或方向沿流線有變化。在非均勻流中，當流線接近于平行直線，即各流線的曲率很小，而且流線間的夾角也很小的流動稱為漸變流。否則，就稱為急變流。漸變流和急變流沒有明確的界限，往往由工程需要的精度來決定。漸變流的極限情況就是均勻流。 二、恒定總流連續(xù)性方程 (一 )元流的連續(xù) 性方程 在恒定流條件下，元流的形狀不隨時間而改變。流體作為連續(xù)介質(zhì)，在元流內(nèi)部不可能出現(xiàn) 空隙，流體質(zhì)點也不可能穿過流管流進或流出，因此根據(jù)質(zhì)量守恒原理，經(jīng) dA1流進的流體質(zhì)量應(yīng)等于經(jīng) dA2 流出的流體質(zhì)量，即 以上是元流的連續(xù)性方程，它們說明了元流的流速與過流斷面面積成反比。由此可知，流線密的地方因過流斷面積小而流速大，流線疏的地方因過流斷面積大而流速小。 (二 )總流的連續(xù)性方程 總流是無數(shù)個元流的總和。將元流的連續(xù)性方程各項在總流的過流斷面上積分即可得到總流的 連續(xù)性方程。 三、恒定總流能量方程 (一 )元流能量方程 (二 )漸變流斷面上的壓強分布 為將元流的能量方程推廣到總流，需利用漸變流的特點。前面流體運動的分類已提到，漸變流中各流線的曲率很小，而且流線間的夾角也很小。也就是說，漸變流中任一點的流速的大小和方向沿流線的變化很小。因此，可以不考慮慣性力，同一過流斷面上各點間的壓差由重力引起，斷面上壓強分布與靜壓強分布規(guī)律相同 —— 直線分布即 式中下標 A、 B 表示同一斷面上的不同位置的點，如圖 322。 (三 )總流的能量方程 因為測壓管水頭即為單位重量流體所具有的勢能，而勢能和動能是可以互相轉(zhuǎn)化的，所以測壓管水頭線坡度可正可負，也可為零。在均勻流中，流速沿流程不變，即動能不變，這時測壓管水頭線與總水頭線平行，表明由于損失，使勢能減小，損失多少，勢能就減小多少。 在能量方程的推導(dǎo)中，作了流體是不可壓縮的，流動是恒定的， 流體只受重力這一質(zhì)量力的作用等假定，并且在從元流到總流能量方程積分的過程中引用了所取的斷面必須為漸變流動斷面的條件，還要在兩斷面間沒有能量和流量輸入或輸出的情況下，所以應(yīng)用時必須遵循上述假定和條件。但對于有能量或流量輸入 (出 )的情況，將能量方程稍作改變后仍可推廣使用。 1．在同一流動中，另有機械能輸入 (如泵或風機 )或輸出 (如水輪機 )，此時能量方程形式為 2．對有流量輸出的分岔流 (圖 324) 流體從總管分送到兩個支管即分成兩股流體。圖中 ABC 為兩股流體的分界面。這兩股流體均有一定的大小，對每一股流體均可應(yīng)用總流的能量方程。當斷面 1— 2— 3— 3處于漸變流時，就可以分別列斷面 1 一 l 和 2— 2 的能量方程及斷面 1— 1 和 3— 3 的能量方程。由于兩股流體的流動情況不同，兩者的水頭損失不同， 三、恒定總流能量方程 (一 )元流能量方程 (二 )漸變流斷面上的壓強分布 為將元流的能量方程推廣到總流，需利用漸變流的特點。前面流體運動的分類已提到，漸變流中各流線的曲率很小，而且流線間的夾 角也很小。也就是說，漸變流中任一點的流速的大小和方向沿流線的變化很小。因此，可以不考慮慣性力，同一過流斷面上各點間的壓差由重力引起，斷面上壓強分布與靜壓強分布規(guī)律相同 —— 直線分布即 式中下標 A、 B 表示同一斷面上的不同位置的點，如圖 322。 (三 )總流的能量方程 因為測壓管水頭即為單位重量流體所具有的勢能，而勢能和動能是可以互相轉(zhuǎn)化的，所以測壓管水頭線坡度可正可負，也 可為零。在均勻流中，流速沿流程不變，即動能不變，這時測壓管水頭線與總水頭線平行，表明由于損失，使勢能減小，損失多少，勢能就減小多少。 在能量方程的推導(dǎo)中，作了流體是不可壓縮的，流動是恒定的，流體只受重力這一質(zhì)量力的作用等假定，并且在從元流到總流能量方程積分的過程中引用了所取的斷面必須為漸變流動斷面的條件，還要在兩斷面間沒有能量和流量輸入或輸出的情況下，所以應(yīng)用時必須遵循上述假定和條件。但對于有能量或流量輸入 (出 )的情況，將能量方程稍作改變后仍可推廣使用。 1．在同一流動中，另有機械能輸入 (如泵或風機 )或輸出 (如水輪機 )，此時能量方程形式為 2．對有流量輸出的分岔流 (圖 324) 流體從總管分送到兩個支管即分成兩股流體。圖中 ABC 為兩股流體的分界面。這兩股流體均有一定的大小，對每一股流體均可應(yīng)用總流的能量方程。當斷面 1— 2— 3— 3處于漸變流時，就可以分別列斷面 1 一 l 和 2— 2 的能 量方程及斷面 1— 1 和 3— 3 的能量方程。由于兩股流體的流動情況不同，兩者的水頭損失不同，
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