流體力學(xué)泵與風(fēng)機(jī)3一元流體動(dòng)力學(xué)-資料下載頁
2024-12-08 04:59本頁面
【正文】 pzgvpz ????312333321111 22 ??????? whgvpzgvpz ???? 恒定流能量方程式 56 （ 1） 基準(zhǔn)面的選取，雖然可以是任意的，但是為了計(jì)算方便，基準(zhǔn)面一般應(yīng)選在下游斷面中心、管流軸心或其下方，這樣可使位置水頭 z不出現(xiàn)負(fù)值。但是對(duì)于不同的計(jì)算斷面，必須選取同一基準(zhǔn)面。 （ 2） 壓強(qiáng)基準(zhǔn)的選取，可以是相對(duì)壓強(qiáng)，也可以是絕對(duì)壓強(qiáng)，但方程式兩邊必須選取同一基準(zhǔn)。工程上一般選取相對(duì)壓強(qiáng)。當(dāng)問題涉及流體本身的性質(zhì)（如相變等問題）時(shí)，則必須采取絕對(duì)壓強(qiáng)。 （ 3） 計(jì)算斷面的選?。此心芰糠匠淌降膬蓚€(gè)斷面），一般應(yīng)選在壓強(qiáng)或壓差已知的漸變流斷面上（例如水箱水面，管道出口斷面等），并使所求的未知量包含在所列方程之中。這樣，可簡(jiǎn)化運(yùn)算過程。 恒定流能量方程式 57 （ 4） 在計(jì)算過流斷面的測(cè)壓管水頭（ ）時(shí)，可以選取過流斷面上的任意一點(diǎn)來計(jì)算。因?yàn)樵跐u變流的同一過流斷面上，任意一點(diǎn)的測(cè)壓管水頭（ ） =常數(shù)。具體選用哪一點(diǎn)，以計(jì)算方便為宜。對(duì)于管流，一般可選在管軸中心點(diǎn)。 （ 5） 方程式中的能量損失（ ）一項(xiàng)，應(yīng)加在流動(dòng)的末端斷面即下游斷面上。由于本章沒有單獨(dú)討論能量損失的計(jì)算問題，因此在本章中，能量損失值或直接給出，或按理想流體處理不予考慮。 ?pz??pz?wh 恒定流能量方程式 58 【 例題 】 如 圖 ，水箱中的水經(jīng)底部立管恒定出流，已知水深 H= ，管長(zhǎng) L=2m，管徑d=200mm, 不計(jì)能量損失，并取動(dòng)能修正系數(shù) α= ，試求： （ 1）立管出口處水的流速； （ 2）離立管出口 1m處水的 壓強(qiáng)。 恒定流能量方程式 59 在這種系統(tǒng)中的氣流因高差往往不大，系統(tǒng)內(nèi)外氣體的容重差也甚小，所以式（ ）中的位能項(xiàng) z1和 z2可以忽略不計(jì)。同時(shí)考慮到對(duì)于氣流，水頭的概念不像液流那樣具體明確，因此將式（ ）的各項(xiàng)都乘以氣體容重 γ，變成具有壓強(qiáng)的因次。則可得出 式中， 為兩斷面間的壓強(qiáng)損失。由于氣流的過流斷面上流速分布比較均勻，可取 。 氣流的能量方程 wpvpvp ????22222211??ww hp ??121 ?? ?? 恒定流能量方程式 60 氣流能量方程與液流的相比較，除各項(xiàng)單位為壓強(qiáng)，表示單位體積氣流的平均能量外，對(duì)應(yīng)項(xiàng)還有基本相近的意義： P —— 一般采用相對(duì)壓強(qiáng)，專業(yè)上習(xí)慣稱為靜壓，但不能誤解為靜止氣體的壓強(qiáng)。它與液流中的壓強(qiáng)水頭相對(duì)應(yīng)。 —— 專業(yè)上習(xí)慣稱動(dòng)壓，它與液流中的流速水頭相對(duì)應(yīng)。它表征斷面流速?zèng)]有能量損失的降至零所能轉(zhuǎn)化成的壓強(qiáng)。 —— 專業(yè)上習(xí)慣稱之為全壓，用符號(hào) pq來表示。 相應(yīng)于總水頭線和測(cè)壓管水頭線，對(duì)氣流系統(tǒng)有全壓線和靜壓線。我們將在例題 。 22v?22vp ?? 恒定流能量方程式 61 【 例題 】 為測(cè)量風(fēng)機(jī)的流量常用集流管實(shí)驗(yàn)裝置，如 圖 。在距入口適當(dāng)遠(yuǎn)處，（如圖中的 22斷面）安裝靜壓測(cè)壓管。若水在管中上升高度 h=12mm，風(fēng)管的直徑 d=100mm，空氣密度 kg/m3，忽略壓強(qiáng)損失，試求風(fēng)機(jī)的流量。 恒定流能量方程式 62 煙氣流動(dòng)時(shí)，由于煙囪高度較大，且煙氣容重較小，所以，位能項(xiàng) z不能忽略。將式（ ）的兩邊同乘煙氣的容重 γ，則有 式中兩邊的壓強(qiáng)同時(shí)取了絕對(duì)壓強(qiáng)。這是因?yàn)椋瑹煔獾拿芏?ρ低于大氣的密度 ρa(bǔ)，需要考慮因高差而引起的大氣壓強(qiáng)差。而在實(shí)際工程中，仍習(xí)慣采用相對(duì)壓強(qiáng)，下面結(jié)合圖 量方程式。 恒定流能量方程式 63 斷面 22處的絕對(duì)壓強(qiáng)可為 斷面 11處的絕對(duì)壓強(qiáng)可寫成 上二式中的 pa1和 pa2分別為兩斷面所在高程上的當(dāng)?shù)卮髿鈮?，p1和 p2則分別是以各自高程處大氣壓強(qiáng)為零點(diǎn)起算的相對(duì)壓強(qiáng)。將其代入式（ ）中，整理后可得： 22239。 appp ??)(39。 1221111 zzppppp aaa ?????? ?wa pvpvpzz ???????22))((22221112???? （ 式 ） 恒定流能量方程式 64 式中 專業(yè)上稱之為位壓。它與液流的位置水頭相對(duì)應(yīng)，是容重差與高程差的乘積，大氣壓強(qiáng)因高度不同而產(chǎn)生的差別計(jì)入此項(xiàng)中。位壓可正可負(fù)，它僅屬于 11斷面，是以 22斷面為基準(zhǔn)量度的 11斷面處單位體積氣體的位能。 靜壓與位壓之和稱為勢(shì)壓，用 ps表示： 勢(shì)壓與動(dòng)壓之和稱為總壓，用 pz表示： 可見總壓也是等于全壓與位壓之和，如果位壓等于零，總壓即等于全壓。這時(shí)式（ ）就簡(jiǎn)化成式（ ）。 ))(( 12 zza ?? ??))(( 12 zzpp as ???? ??22vpp sz ??? 恒定流能量方程式 65 【 例題 】 如圖 ，空氣由爐口 a流入，通過燃燒作用形成煙氣后，經(jīng) b、 c、 d由煙囪流出。煙氣密度ρ=，空氣密ρa(bǔ)=，由 a到 c的壓強(qiáng)損失換算為出口動(dòng)壓的 9 倍，即 ， c到 d的壓強(qiáng)損失為 。試求 （ 1）出口流速 v； （ 2） c處的靜壓 pc。 2922v?22022v? 恒定流能量方程式 66 流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用 恒定流連續(xù)性方程和能量方程是流體力學(xué)中最常用的方程，在供熱、制冷、通風(fēng)除塵、空氣調(diào)節(jié)、給水排水及燃?xì)廨斉渲?，有著廣泛的應(yīng)用。前面所講述的集流管、煙道中的氣流就是應(yīng)用這些方程的實(shí)例。為了加深對(duì)動(dòng)力學(xué)基本方程的認(rèn)識(shí)和理解，下面再舉幾個(gè)例子。 【 例題 】 如 圖 ，某礦井輸水高度Hs+Hd=300m，出水管直徑 d=200mm，流量Q=200m3/h，總水頭損失 hw=，試求水泵揚(yáng)程 H應(yīng)為多少？ 流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用 67 流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用 68 【 例題 】 水流由水箱經(jīng)前后相接直徑不同的兩管流入到大氣中。大小管斷面的面積比為 2:1。全部水頭損失的計(jì)算式參見 圖 。 1） 求出口流速； 2 ) 繪總水頭線和測(cè)壓管水頭線； 3） 根據(jù)水頭線求 BC管中點(diǎn) M 點(diǎn)的壓強(qiáng)。 流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用 69 【 例題 】 如 圖 、風(fēng)機(jī)和壓出管段組成。試求： （ 1）定性繪制系統(tǒng)的全壓線和靜壓線； （ 2）風(fēng)機(jī)提供的壓頭 p。 流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用 70 【 例題 】 一虹吸管直徑為 100mm，各管段長(zhǎng)度及 B點(diǎn)到水面的垂直距離如圖 。不計(jì)水頭損失，求虹吸管流量和 A、 B點(diǎn)的相對(duì)壓強(qiáng)。 流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用 71 小結(jié) 本章介紹了研究流體運(yùn)動(dòng)的拉格朗日和歐拉法，著重以流場(chǎng)為對(duì)象介紹了描述流體運(yùn)動(dòng)的基本概念、連續(xù)性方程、能量方程以及流體動(dòng)力學(xué)基本方程的應(yīng)用等。學(xué)習(xí)中應(yīng)該理解流線、恒定流、漸變流等基本概念，掌握流體動(dòng)力學(xué)基本方程的解題方法和步驟，能夠熟練繪制管路水頭線 ﹑ 壓力線。 小 結(jié)
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