【正文】 微小柱圓體作 為隔離體 。漸變流的流線趨近 于平行的直線，因此漸變流的過流斷面可以近似的認為是平面 （過流斷面有時是曲面）。 均勻流由于是漸變流的極限，因此也具有這個特性。 比如：彎管 、 變徑管 ， 由于過流斷面 的變化 ， 引起流速的大小或方向發(fā)生變化 。 長而直的管道內的流動就是均勻流 。2 ??其中： γ’ 為差壓計所用液體的容重； γ為流動氣體本身的容重。 如果用畢托管測量氣體的速度 ， 屬于被測介質與測量介質不同的情況 。pv???babappgugupp?????2202vbavghupph2?????φ為校正系數(shù) ， 測量儀器儀表一般都要定期的標定 。 方程為： c o n s t22p22222111 ＝＋＋＋＋ gupzguz?? ?2. 靜止流體： u＝ 0， hl1－ 2`＝ 0 方程為： c o n s tp 2211 ＝＋＋ ?? pzz ?—— 機械能守恒方程 —— 流體靜力學基本方程 17 第六節(jié) 恒定元流能量方程 應用實例 —— 畢托管 uabbuub39。 稱為 水頭損失 。 5. ：單位重量流體所具有的總能量 （ 機械能 ） 稱為 總水頭 。 流速水頭 。 3. ：單位重量流體所具有的勢能 （ 2之和 ） ， 即 測壓管水頭 。 15 1. : 單位重量流體所具有的位能 ， z為元流斷面形心位置的高度稱為 位置水頭 2. ：單位重量流體所具有的壓能 ， 即在斷面壓強作用下使流體沿測壓管所 能上升的高度 ， 表示壓強作功所能提供的單位重量流體的能量 。 方程變?yōu)?： 第六節(jié) 恒定元流能量方程 功能原理：外力所做的功＝動能的變化＋勢能的變化 dQdAudAu 2211 ＝＝＝重量＝ dVd Q d t ??1221222122p zzgugudQ dtdwp ??????????39。u dtl 139。11()39。11()39。 2－ 2 面的壓強為 p2， 總壓力為 p2dA2， 方向與流向相反 ， 移動的距離為 u2dt， 作負功 p2dA2u2dt。u dtZ1Z2001213 外力包含兩個 :壓力 、 內摩擦力 。 P1dA1dA2P22239。 在某一恒定流場中 ， 任取一個元流 ， 在元流上任取兩個過流斷面 1－ 1， 2－ 2。 第五節(jié) 連續(xù)性方程 連續(xù)性方程是質量守恒定律在流體力學中的體現(xiàn) 。 即： dM1＝ dM2。 流量 ：單位時間流過全部斷面 A的 流體體積 Q稱為該斷面的流量。如果仍以總流某起始斷面沿流動方向取坐標 s，則斷面平均流速是 s的函數(shù)，即 v＝ f（ s）。 總流 ：整個流動可以看作無數(shù)元流相加， 流動的總體稱為總流。 過流斷面 ：垂直于流束的斷面。 一元流動：只有一個變量的流動。 這個模型的實質是忽略流速和壓強參量等 沿主流的橫向變化 。 當流速和性能參量的變化僅與一個坐標變量有關的流動 。 因此我們要在流線概念的基礎上作進一步的簡化 。 這種在流場中的速度和性能參量由三個坐標變量來描述的流動就叫三元流 ， 也稱為空間流動 。 在恒定流中，流線和跡線是完全重合的。 跡線 ： 同一質點在連續(xù)時間內的流動軌跡線 。 恒定流動：運動平衡的流動 ， 各點的流速不隨時間變化 ， 由流速決定的壓強 ， 粘性力和慣性力也不隨時間變化 。 ????????),(),(),(tcbazztcbayytcbaxx??????????????????ttcbazuttcbayuttcbaxuzyx),(),(),(通過描述物理量在空間的分布來研究流體運動的方法。1 流體力學 暖通教研室 2022 主講：周傳輝 第三章 一元流體動力學基礎 第一節(jié) 描述流體運動的兩種方法 第二節(jié) 恒定流動和非恒定流動 第三節(jié) 流線和跡線 第四節(jié) 一元流動模型 第五節(jié) 連續(xù)性方程 第六節(jié) 恒定元流能量方程 第七節(jié) 過流斷面的能量方程 第三章 一元流體動力學基礎 第八節(jié) 恒定總流的能量方程 第九節(jié) 能量方程的應用 第十節(jié) 總水頭線和測壓管水頭線 第十一節(jié) 恒定氣流能量方程 第十二節(jié) 總壓線和全壓線 第十三節(jié) 恒定流動量方程 4 第一節(jié) 描述流體運動的兩種方法 流場：流體流動占據(jù)的空間。 拉格朗日法： 歐拉法： 質點的標志：流體質點在某一時間 t0時的坐標 （ a,b,c） 作為該質點的標志 。 ????????),(),(),(tzyxuutzyxuutzyxuuzzyyxx其中變量 x,y,z,t稱為歐拉變量 速度場 以流體質點為對象 以固定空間為對象 全部質點的速度： 全部質點隨時間 t的位置變動： 5 第二節(jié) 恒定流動與非恒定流動 非恒定流動：運動不平衡的流動 ， 各點的流速隨時間變化 ， 由流速決定的壓強 ， 粘性力和慣性力也隨時間變化 。 ????????),(),(),(tcbauutcbauutcbauuzzyyxx????????),(),(),(cbauucbauucbauuzzyyxx或者 0tptututu zyx ＝＝＝＝ ????????6 第三節(jié) 流線和跡線 流線：同一時刻連續(xù)流體質點的流動方向線。 流線的性質： 流線不能相交（駐點除外）也不能是折線， 流線只能是一條光滑的曲線或直線。 abab流線微分方程式： zyx udzudyudx ??觀看動畫 7 第四節(jié) 一元流動模型 用歐拉法描述流動 ， 雖然經(jīng)過恒定流的簡化去掉了時間變量 ， 但仍存在 x， y，z三個空間變量 。 在實際情況下 ， 多數(shù)的流動都是三元流 ，但是 ， 這種流動模型太復雜了 ， 我們是很難求解的 。 當流動中的速度和性能參量與坐標中某一方向的變量無關時 ， 且在這個方向上的分量也不存在的流動 ,就叫二元流或稱為平面流 。 u＝ f（ s） s：是流動方向上的位置坐標 。 三元流 二元流 一元流 8 第四節(jié) 一元流動模型 流管 ：在垂直于流動方向的平面上，取任意封閉 微小曲線 L，經(jīng)此曲線上全部點作流線 ,這 些流線組成管狀流面 ,稱為流管 . 三元流動：恒定三維流動存在三個變量， x,y,z,稱為三元流。 流束 ：流管以內的流動總體。 元流 ：當流束以其中某一流線為極限 ， 而使一切 過流斷面無限趨于零時 ， 此流束即為元流 。 Asl元流是總流的一個微分流動 9 第四節(jié) 一元流動模型 實際斷面流速與平均流速的對比 平均流速來代替實際斷面流速，我們的流動問題就簡化為斷面平均流速沿流向變化問題。這樣流速問題簡化為一元問題。 斷面平均流速 ： Au d AAQv A???簡化的流量公式： Q＝ Av ???? A u d AQu d AdQ10 在某個總流中任取一段元流 12， 斷面 1－ 1的面積為 dA1， 流速為 u1， 斷面 2－ 2的面積為 dA2， 流速為 u2 經(jīng)過 dt時間后 ， 從 1－ 1斷面流入的流體質量為： 從 2－ 2斷面流出的流體質量為： 由于我們的這根元流是流管 ， 流體既不可能從管外流入也不可能從管內流出 因此 ， 質量是守恒的 。 聯(lián)立得： — 可壓縮流體恒定元流的連續(xù)性方程 對不可壓縮流體： ρ1＝ ρ2 得 （ 即體積守恒 ） 。 111111 dAdtudVdM ??? ??222222 dAdtudVdM ??? ??222111 dAudAu ?? ?2211 dAudAu ?11 第五節(jié) 連續(xù)性方程 —— 可壓縮流體恒定總流的連續(xù)性方程 2221112211AvAv??????22112121AvAv??? ??綜合 ：