流體運動學和流體動力學基礎-資料下載頁
2025-05-13 01:53本頁面
【正文】 壓管水頭。急變流中同一過流斷面上的測壓管水頭不是常數(shù)，因為急變流中，位變加速度不等于零，過流斷面上有壓差力、重力和慣性力的分量，不再是僅有壓差力和重力相平衡的情況，慣性力也參與進來了，造成斷面測壓管水頭不等于常數(shù)。71漸變流的過流斷面上測壓管水頭是常數(shù)72急變流的過流斷面上測壓管水頭 不 是常數(shù)73 動水壓強分布與靜水壓強分布之所以有差別是為了提供向心力 74測壓管水頭的積分漸變流過流斷面上測壓管水頭的積分若過流斷面 A取在漸變流段中，則其上的測管水頭可視為常數(shù)。75167。 4— 10粘性流體總流的伯努利方程 能量方程式內能 +動能 +勢能（位置勢能 +壓強勢能）＝常數(shù)76勢能:化簡 :—— 過流截面上的體積流量 動能:動能修正系數(shù)： —— 截面平均速度 粘性流體總流的伯努利方程 77內能:粘性流體單位重量形式的伯努利方程： 流體微團間摩擦 熱 溫度升高 內能增大 機械能損失 —— 用 hw表示78方程適用條件 :1. 流動為定常流動；2. 流體為粘性不可壓縮的重力流體；3. 沿總流流束滿足連續(xù)性方程，即 qv=常數(shù)；4. 方程的兩過流斷面必須是緩變流截面，而不必顧及兩截面間是否有急變流。 粘性流體總流的伯努利方程 79伯努利方程的幾何意義：粘性流體恒定總流能量方程的幾何表示 —— 水頭線80水頭損失的分類沿程水頭損失： 實際流體在漸變流段中流動，由流管壁面上粘性切應力形成的阻力稱為沿程阻力或摩擦阻力。為克服沿程阻力形成的能量損失，稱為沿程損失，沿程損失隨著流程的增加而增加。單位重量流體的沿程損失用 hf 表示，稱為沿程水頭損失。局部水頭損失： 在流管邊壁沿程急劇變化，流速分布急劇調整的局部區(qū)段上，集中產生的流動阻力稱為局部阻力。由局部阻力引起的水頭損失，稱為局部水頭損失，以 hj 表示，如管道進口、異徑管、彎管、三通、閥門等各種管件處的水頭損失，都是局部水頭損失。81定性繪制恒定總流水頭線的例子82關于總流水頭線的幾點說明216。 沿程水頭損失使總水頭線呈現(xiàn)連續(xù)下降的趨勢。216。 局部水頭損失使總水頭線突降、形成間斷。216。 位置水頭線一般為總流斷面中心線。測壓管水頭線可能在位置水頭線以下，表示當?shù)貕簭娛秦撝怠?16。 總水頭線和測壓管水頭線之間的距離為流速水頭，均勻流的總水頭線和測壓管水頭線平行。216。 將總水頭線的斜率冠以負號稱為水力坡度，表示單位重量流體在單位長度流程上損失的平均水頭。83例題 :已知： 求： 解： 紊流流動 : 84有能量輸入或輸出的能量方程 2 斷面之間單位重量流體從水力機械獲得（取 +號，如水泵）或給出（取 號，如水輪機）的能量85水泵管路系統(tǒng)86揚程提水高度水泵軸功率分子：單位時間水流獲得總能量分母：水泵效率87水輪機管路系統(tǒng)88水輪機作用水頭不包括水輪機系統(tǒng)內的 損失水泵軸功率單位時間水流輸出總能量水輪機效率89本章小結一．描述流體運動的方法有兩種：拉格朗日法是質點系 法；歐拉法是流場法。除少數(shù)情況外，通常采用歐拉法。用歐拉法表述的流體運動加速度由時變加速度和位變加速度兩部分組成，它們分別是由于流場的非恒定性和非均勻性引起的。二．跡線是流體質點運動的軌跡；流線是流速場的矢量線，是某瞬時對應的流場中的一條曲線，該瞬時位于此曲線上的流體質點之速度矢量都和曲線相切。三．流管、過流斷面、元流、總流、流量和過流斷面平均流 速等基本概念是分析流動的基礎。90四．按照時變加速度是否為零，流動分為定常流和非定常流；按照位變加速度是否為零，流動分為均勻流和非均勻流；按照是否接近于均勻流，非均勻流又可分為漸變流和急變流。按照流場取決于空間坐標變量的個數(shù)，流動分為一元、二元和三元流。五．連續(xù)性方程是質量守恒原理在流體運動中的具體體現(xiàn)，是流體運動的一個控制方程，不滿足連續(xù)性方程的流動是不可能實現(xiàn)的。對于恒定總流，連續(xù)方程表明：通過總流各過流斷面的質量流量相等。六．運動理想流體的應力只有壓應力，而無切應力。壓應力的大小與作用面方位無關，稱為動壓強。91七．運動粘性流體的應力既有壓應力，又有切應力。過同一點三個互相正交的作用面上的壓應力之和是不隨作用面的方位而改變的，定義它們的平均值為流體的動壓強。八 . 。在質量力為重力、流體不可壓縮及流動恒定的條件下，得到的伯努利方程的物理意義是：對于不可壓縮理想流體的恒定流動，總水頭或單位重量液體的總機械能沿流線是保持不變的。九．伯努利方程也適用于元流，稱為理想流體恒定元流能量方程，它體現(xiàn)了機械能沿程守恒。十 .理想流體恒定總流能量方程的實質也是機械能沿程守恒，與元流能量方程不同之處在于要將在過流斷面上分布不均勻的單位重量流體總能量（水頭）的積分用斷面流動要素表示。在漸變流斷面上，容易實現(xiàn)這樣的一元化表達，其中測壓管水頭本身就是均勻的，而斷面速度水頭的平均值可以用平均流速對應的速度水頭乘上動能修正系數(shù)表示。92十一．水頭線將恒定總流能量方程的各項水頭幾何表示出來，使沿程能量的轉換和變化情況更直觀、更形象。十二．恒定總流動量方程建立了通過總流管兩斷面凈流出的動量流量與這段總流管內流體所受外力之間的關系，方程中斷面動量流量的表達也作了一元化處理，涉及到動量修正系數(shù)?？偭鲃恿糠匠淌鞘噶糠匠獭Ｊ愣偭鬟B續(xù)方程、能量方程和動量方程統(tǒng)稱恒定總流三大方程，是課程重點內容。在實際計算時，三大方程有一個聯(lián)用的問題，應根據(jù)情況靈活掌握。93
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