第三章 1-9节课件.ppt

流体流动的起因 1、浮力造成的自然流动 2、压差造成的强制流动 流体流动的起因 1.自然流动：在流体流动的体系内，因各部分流体的温度不同所导致的密度不同而产生的浮力作用所造成的流动，称自然流动。在某流体中，当流体的某一部分受热时，则会因温度的升高而使其密度减小，此时，将在周围温度较低、密度较大的流体所产生的浮力作用下产生上浮的流动；反之，则产生下降的流动。 流体的自然流动一般都是和热量的传递过程同时存在的，流体流动的特征则直接和换热过程有关，流场的特征与换热的温度场相互制约而并存。因此，自然流动中的动量交换过程一般来说是较为复杂的。 流体流动的起因 2.强制流动：在流动的体系内,流体在外力或压差的作用下所产生的流动称为强制流动。如在泵或风机所提供的压力以及在喷射器所提供的喷射力作用下的流体的流动都属于强制流动。 对于流体流动的分类，除按流体流动的起因分类外，还有其它一些分类方法，如前已提到过的不可压缩流体的流动和可压缩流体的流动；理想流体的流动和粘性流体的流动； 以及以后我们将要学到的稳定流动和非稳定流动；层流流动和紊流流动；有旋流动和无旋流动；亚音速流动和超音速流动等。 拉格朗日法 ——以研究单个液体质点的运动过程作为基础，综合所有质点的运动，构成整个液体的运动。 速度分量可写为 加速度分量可写为 流场中液体质点通过空间点时所有的运动要素都不随时间而变化的流动称为恒定流。 只要有一个运动要素随时间而变化，就是非恒定流。 动能定理：运动物体在某一时段内动能的增量等于各外力对物体所作的功之和 动能的增量 重力作功： 压力作功： 皮托管测速仪 在工程实际中，常常需要来测量某管道中流体流速的大小，然后求出管道的平均流速，从而得到管道中的流量，要测量管道中流体的速度，可采用皮托管来进行，其测量原理如图所示。 在液体管道的某一截面处装有一个测压管和一根两端开口弯成直角的玻璃管（称为测速管）。 上节课的内容回顾—2010.4.6 对动能修正系数的说明： （4）渐变流的特性： （4）渐变流的特性： 将测速管（又称皮托管）的一端正对着来流方向，另一端垂直向上，这时测速管中上升的液柱比测压管内的液柱高h。这是由于当液流流到测速管入口前的A点处，液流受到阻挡，流速变为零，则在测速管入口形成一个驻点A。驻点A的压强PA称为全压，在入口前同一水平流线未受扰动处（例如B点）的液体压强为 PB，速度为V。应用伯努利方程于同一流线上的Ｂ、Ａ两点，则有 则 上式表明，只要测量出流体的运动全压和静压水头的差值h，就可以确定流体的流动速度。由于流体的特性，以及皮托管本身对流动的干扰，实际流速比用该式计算出的要小，因此，实际流速为 式中 ψ—流速修正系数，一般由实验确定， ψ =0.97。 如果测定气体的流速，则无法直接用皮托管和静压管测量出气柱差来，必须把两根管子连接到一个Ｕ形差压计上，从差压计上的液面差来求得流速，如图所示，则 则得 图 用皮托管和静压管测量气体流速 考虑到实际情况， 在工程应用中多将静压管和皮托