北航水力学 第五章粘性流体的动力学.ppt

第五章 粘性流体的动力学;第一节 粘性流体的运动方程：N-S方程;不可压缩粘性流体运动----不可压缩纳维尔-斯托克斯方程 (Navier-Stokes Equations) ;在推导中应用了牛顿粘性定律; 实际流体在流动中的能量关系，需从对实际流体中的运动方程（N-S方程）进行积分得到。 其推导过程与理想流体的情况类似，但是，由于理想流体运动方程与N-S相比，多了单位质量流体上的切应力分量，它们对流程的积分就是切应力所做的功。 ; 式中， 为单位质量流体粘性力所做的微功，用 表示，则;恒定元流（粘性流体）的伯努利方程;;第三节 恒定总流（粘性流体）的伯努利方程;5.3.2 恒定总流（粘性流体）的伯努利方程 ;截面平均;5.3.3 恒定总流的伯努利方程的应用 ;表示单位重量液体在单位长度流程上水头损失;伯努利方程;沿程损失;文丘里管--流量计（恒定总流伯努利方程的一个应用）;文丘里管;则; 如图所示， ，流量 系数 ，在水银比压计上读 ， 试求管中所通过的流量 ;用绝对压强表示的不可压缩气流的伯努利方程; 下面将上式改变为以相对压强来表示的形式。;相对压强表示的不可压缩流体的伯努利方程; 许多气体流动情况中，气体的重度和大气的重度往往相差很小，以此方程简化为; 煤气的 ，由相对强度为 的静压箱 A ，经过直径 ，长度 的管道 B 流入大气，管道进口和出口的高程差 ，如图所示 。管道煤气流动沿程压强损失 局部损失不计。试求通过管道气体的速度 和流量 。 ;解：;第五节 有流量分流或汇流的伯努利方程; 分流处的能量方程： ;第六节 有能量输入输出的伯努利方程;由于1-1和2-2的断面平均速度相对于管路中的流速很小，可以忽略它们的流速水头 ，;减少的：1-1’段;;若把1-2段流体所在区域看为控制体，则;动量方程应用的条件： 1、流体是不可压缩的；2、流动是恒定的； 3、两端为渐变流。;动量方程使用过程中应注意; 1、要取好脱离体位置：上下两端断面即要紧接动量变化的急变流???，又都在渐变流区域； 2、全面分析作用于脱离体的一切外力； 3、方程中动量变化是指流出的动量减去流入的动量； 4、正确取好外力与流速的正负号：力及速度写成分量后，其正负取决于是否与坐标正方向一致。 5、动量方程只能求解一个未知数。当有两个以上未知数时，常需要与连续方程及能量方程联合求解。