“流体力学”第三章一元流体动力学基础3.11_3.12.pptVIP

第十一节 恒定气流能量方程式 §3-11 恒定气流能量方程式 虽然上式是在不可压缩流体的假设上得出的，但对于流速不太高，压强不太大的气体同样适用。 工程中测出的压强多为相对压强，因此，水力计算多以相对压强为依据。 将绝对压强换为相对压强，液体和气体应当区别对待。 §3-11 恒定气流能量方程式 液体在管中流动时，由于液体容重远大于空气容重，一般可忽略大气压强因高度不同的差异。此时： §3-11 恒定气流能量方程式 将上式带入能量方程式中，得： 对于液体流动，能量方程式中的压强用绝对压强或相对压强均可。 §3-11 恒定气流能量方程式 对于气体流动，特别是在高差较大，气体容重和空气容重不等的情况下，必须考虑大气压强因高度不同的差异。 §3-11 恒定气流能量方程式 p1,p2: 断面1、2的相对压强，称为静压。 （相对压强是以同高程处大气压强为零点计算的） (ρv12)/2，(ρv22)/2：断面流速无能量损失地降低至零所转化的压强值，称为动压。 (γa-γ)(Z2-Z1)：容重差与高程差的乘积，称为位压,与水流中的位置水头差相对应。 §3-11 恒定气流能量方程式 用相对压强表示的气流能量方程式： 位压是以2断面为基准量度的1断面单位体积位能。 位压可正可负。 气流在正的有效浮力作用下，位置升高，位压减小。 §3-11 恒定气流能量方程式 静压与位压相加，称为势压，以ps表示： §3-11 恒定气流能量方程式 静压和动压之和，习惯上称为全压，以pq表示： 静压、动压和位压之和称为总压，以pz表示： 如果高差或容重差很小,则气流的能量方程 可简化为: §3-11 恒定气流能量方程式 例3-10:密度ρ=1.2kg/m3的空气,用风机吸入直径为10cm的吸风管道,在喇叭形进口处测得水柱吸上高度为12mm,不考虑损失,求空气流量。 §3-11 恒定气流能量方程式 例3-11:气体由压强为12mmH2O的静压箱A，经过直径为10cm，长度为100m的管B流入大气中，高差为40m，沿程均匀作用的压强损失为 ，当 1、气体为与大气温度相同的空气时， 2、气体为密度ρ=0.8kg/m3的燃气时， 求管中流速、流量、及管道一半处B点的压强。 §3-11 恒定气流能量方程式 如果高差或容重差很小,则气流的能量方程 可简化为: §3-11 恒定气流能量方程式 求B点的压强，取B点和出口处C列方程： §3-11 恒定气流能量方程式 当气体为煤气时： §3-11 恒定气流能量方程式 例3-12:空气由炉口a流入，经过燃烧后，废气经b,c,d由烟囱流出，烟气ρ=0.6kg/m3，空气ρ=1.2kg/m3，由a到c的压强损失换算为出口动压为 c到d的损失为 求1、出口流速； 2、c处静压。 第十二节 总压线和全压线 §3-12 总压线和全压线 零压线一般取在第二断面相对压强为零的线上 零压线 总水头线、测压管水头线 总压线 势压线 位压线 第二断面的总压等于第一断面的总压减去两断面间的压强损失 势压等于该断面的总压减去动压 当断面积不变时，总压线和势压线是平行线 位压线的绘制 总压线、势压线、位压线、零压线 各线间铅垂距离的含义 §3-12 总压线和全压线 例3-13:利用例3-11的数据,1、绘制气体为与大气温度相同的空气时的各种压强线，并求中点B的相对压强； 2、绘制气体为煤气时的各种压强线和中点B的相对压强。 12mmH2O的静压箱A，管直径10cm，长度100m，高差40m，沿程均匀作用的压强损失为 §3-12 总压线和全压线 例3-14:利用例3-12的数据,1、绘制气流经过烟囱的总压线、势压线和位压线； 2、求C点的总压、势压、静压、全压。 §3-12 总压线和全压线