水力学 液体运动的流束理论.pptVIP

液体运动的流束理论 2.1 描述液体运动的二种方法 2.2 恒定流与非恒定流 2.3 流线与流迹 2.4 流管、微小流束、总流、过水断面、流量与断面平均流束 2.5 一元流、二元流、三元流 2.6 恒定一元流的连续方程 2.7 理想液体及实际液体恒定流微小流束的能量方程 2.8 均匀流与非均匀流，非均匀渐变流与急变流 2.9 实际液体恒定总流的能量方程式 2.10 能量方程式应用举例 2.11 实际液体恒定总流的动量方程式 2.12 恒定总流动量方程式应用举例 2.13量纲分析与 定理 * * 工程上应用例子 机械运动 建立流速、加速度、动水压强之间的关系式 求受力、水头损失、流态、水面曲线等工程上实际问题 水静力学——微元体为基础分析 水动力学——流束理论为基础分析 运用定律： 质量守恒定律——水流的连续性方程 能量守恒定律——水流的能量方程 动量守恒定律——水流的动量方程 质点（微元体）和空间点的概念 2.1.1拉格朗日法 定义 2.1.2欧拉法 定义 二种方法的比较 水力学上常用拉格朗日法求力及水头来满足工程设计需要 恒定流定义 工程实例 非恒定流定义 工程实例 在研究实际问题时，要先分清是恒定流还是非恒定流 恒定流问题中，无时间的变量，对水流分析较简单 非恒定流问题中，无时间的变量，对水流的分析较复杂 迹线定义，拉格朗日法 流线定义，欧拉法 流线的绘制方法 流线的基本特征： 1.非恒定流时，流线只具有瞬时意义 2.恒定流时，运动向量不随时间改变，流线的形状和位置固定不变 3.恒定流进，迹线与流线重合， 4.流线不相交 流管、微小流束、总流、过水断面、流量与断面平均流束的定义 引入微小流束概念，通过积分可得出：总流过水断面的流量等于断面平均流速与过水断面面积的乘积 一元流、二元流、三元流的定义 一元流和二元流和分析工程实际问题 水力学中的实例 连续性方程是质量守恒的一种特殊形式 推导过程 微小流束的连续性方程 总流的连续性方程 适用范围 讨论水流各运动要素之间的关系 运用能量守恒定律推导 2.7.1理想液体恒定流微小流束的能量方程式 推导过程 微小流束的能量方程式(伯努利方程) 方程的物理意义 位能、压能、动能 2.7.2 实际液体恒定微小流束的能量方程式 ——因克服摩擦力做功损失的机械能 2.8.1均匀流定义 均匀流的三点特性 均匀流上任一点动水压强或断面上动水总压力都可以按照静水压强及静水总压力来计算 2.8.2非均匀流 渐变流定义 急变流定义 它们的动水压强与静水压强分布有何不同 对不可压缩实际液体恒定流微小流束的能量方程进行积分 得不可压缩实际液体恒定总流的能量方程： 2.9.2实际液体恒定总流能量方程的图示 —单位重量液体所具有的平均位能 —过水断面上单位重量液体所具有的平均压能 —称为测压管水头 —过水断面上单位重量液体所具有的平均动能，又称流速水头 —单位重量液体从一个过水断面至另一过水断面克服阻力作功所损失的平均能量，又称水头损失 单位重量液体所具有的总机械能又称总水头 图示方法 总水头线 2.9.3应用恒定总流能量方程式的条件及注意之点 运用此方程式须满足的条件4点 运用时须注意5点 2.9.4流程途中有能量输入或输出时的能量方程 —当能量输入时，前面取“+”号，输出时取“-”。 2.10.1毕托管测流速 应用 结构 原理： 2.10.2文丘里流量计 结构 原理： 2.10.3孔口恒定出流的计算 定义 原理： 孔口自由出流 孔口淹没出流 2.10.4管嘴恒定出流的计算 定义 过管嘴的流量 优点 推导过程 动量方程式 适用范围 注意点