流體力學(xué)考試復(fù)習(xí)資料-展示頁(yè)
2024-09-04 20:29本頁(yè)面
【正文】 管水頭即為單位重量流體所具有的勢(shì)能，而勢(shì)能和動(dòng)能是可以互相轉(zhuǎn)化的，所以測(cè)壓管水頭線坡度可正可負(fù)，也可為零。也就是說(shuō)，漸變流中 任一點(diǎn)的流速的大小和方向沿流線的變化很小。由于兩股流體的流動(dòng)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(qiáng)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(diǎn)。這兩股流體均有一定的大小，對(duì)每一股流體均可應(yīng)用總流的能量方程。 1．在同一流動(dòng)中，另有機(jī)械能輸入 (如泵或風(fēng)機(jī) )或輸出 (如水輪機(jī) )，此時(shí)能量方程形式為 2．對(duì)有流量輸出的分岔流 (圖 324) 流體從總管分送到兩個(gè)支管即分成兩股流體。 在能量方程的推導(dǎo)中，作了流體是不可壓縮的，流動(dòng)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(guò)程中引用了所取的斷面必須為漸變流動(dòng)斷面的條件，還要在兩斷面間沒(méi)有能量和流量輸入或輸出的情況下，所以應(yīng)用時(shí)必須遵循上述假定和條件。 (三 )總流的能量方程 因?yàn)闇y(cè)壓管水頭即為單位重量流體所具有的勢(shì)能，而勢(shì)能和動(dòng)能是可以互相轉(zhuǎn)化的，所以測(cè)壓管水頭線坡度可正可負(fù)，也可為零。也就是說(shuō)，漸變流中任一點(diǎn)的流速的大小和方向沿流線的變化很小。 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(qiáng)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(diǎn)。 (二 )總流的連續(xù)性方程 總流是無(wú)數(shù)個(gè)元流的總和。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(diǎn)也不可能穿過(guò)流管流進(jìn)或流出，因此根據(jù)質(zhì)量守恒原理，經(jīng) dA1流進(jìn)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(shuō)明了元流的流速與過(guò)流斷面面積成反比。漸變流的極限情況就是均勻流。否則，就稱(chēng)為急變流。即任一點(diǎn)流速的大小或方向沿流線有變化。如等直徑長(zhǎng)管中的水流，其任一點(diǎn)的流速的大小和方向沿流線不變。 2．按流動(dòng)是否隨空間變化將流動(dòng)分為均勻流和非均勻流。 恒定流中流線不隨時(shí)間改變；流線與跡線相重合。若所有的運(yùn)動(dòng)要素 (流速、壓強(qiáng)等 )均不隨時(shí)間而改變稱(chēng)為恒定流。在流線平行時(shí)，過(guò)流斷面 為平面，流線不平行則過(guò)流斷面為曲面。因此，在分析總流前，先分析元流流動(dòng)，再將元流積分就可推廣到總流。流管中的液 (氣 )流就是元流，元流的極限是一條流線。由于速度與流線相切，所以穿過(guò)流管側(cè)表面的流體流動(dòng)是不可能的。 跡線是某一流體質(zhì)點(diǎn)在一段時(shí)間內(nèi)運(yùn)動(dòng)的軌跡， 跡線上各點(diǎn)的切線表示同一質(zhì)點(diǎn)在不同時(shí)刻的速度方向。由它確定該瞬時(shí)不同流體質(zhì)點(diǎn)的流速方向。第二講 流體動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ) 【內(nèi)容提要】流體運(yùn)動(dòng)的基本概念：恒定總流的連續(xù)性方程，恒定總流的能量方程 【重點(diǎn)、難點(diǎn)】恒定總流的連續(xù)性方程和能量方程的運(yùn)用。 【內(nèi)容講解】 一、流體運(yùn)動(dòng)的基本概念 (一 )流線和跡線 流線是在流場(chǎng)中畫(huà)出的這樣一條曲線：同一瞬時(shí)，線上各流體質(zhì)點(diǎn)的速度矢量都與該曲線相切，這條曲線就稱(chēng)為該瞬時(shí)的一條流線。 流線的特征是在同一瞬時(shí)的不同流線一般情況下不能相交；流線也不能轉(zhuǎn)折，只能是光滑的曲線。 (二 )元流和總流 在流場(chǎng)中任取一微小封閉曲線，通過(guò)曲線上的每一點(diǎn)均可作出一根流線，這些流線形成一管狀封閉曲面稱(chēng)流管。這就是說(shuō)位于流管中的流體有如被剛性的薄壁所限制。總流是無(wú)限多元流的總和。 與元流或總流的流線相垂直的截面稱(chēng)過(guò)流斷面，用符號(hào) A表示其斷面面積。 (三 )流量和斷面平均流速 (四 )流動(dòng)分類(lèi) 1．按流動(dòng)是否隨時(shí)間變化將流動(dòng)分為恒定流和非恒定流。反之，則為非恒定流。在本節(jié)中，我們只討論恒定 流。流線為平行直線的流動(dòng)稱(chēng)為均勻流。反之，流線不相平行或不是直線的流動(dòng)稱(chēng)為非均勻流。在非均勻流中，當(dāng)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(dòng)稱(chēng)為漸變流。漸變流和急變流沒(méi)有明確的界限，往往由工程需要的精度來(lái)決定。 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(shí)間而改變。由此可知，流線密的地方因過(guò)流斷面積小而 流速大，流線疏的地方因過(guò)流斷面積大而流速小。將元流的連續(xù)性方程各項(xiàng)在總流的過(guò)流斷面上積分即可得到總流的 連續(xù)性方程。前面流體運(yùn)動(dòng)的分類(lèi)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。因此，可以不考慮慣性力，同一過(guò)流斷面上各點(diǎn)間的壓差由重力引起，斷面上壓強(qiáng)分布與靜壓強(qiáng)分布規(guī)律相同 —— 直線分布即 式中下標(biāo) A、 B表示同一斷面上的不同位置的點(diǎn)，如圖 322。在均勻流中，流速沿流程不變，即動(dòng)能不變，這時(shí)測(cè)壓管水頭線與總水頭線平行，表明由于損失，使勢(shì)能減小，損失多少，勢(shì)能就減小多少。但對(duì)于有能量或流量輸入 (出 )的情況
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