流体力学-lecture7-流体动力学2(1次课).pptxVIP

?4-1 理想流体的运动方程?4-2 实际流体的运动方程?4-3 流体能量方程上讲复习：流体动力学基础?4-4 总流的动量方程重点 伯诺里方程的物理意义 伯诺里方程的使用条件 伯诺里方程与连续性方程的联合应用 2’2’1’1’?用欧拉法表示的动量方程式——求运动力特别适用于求解某些流体与固体的相互作用问题。 在质点系动量定理表述为：系统内的流体动量对时间的导数等于作用在系统上所有外力的矢量和质点导数K——表示物体的动量§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用位变项时变项2’2’△t时间内流进动量（1-1’）段1’△t时间内流出动量（2-2’）段1’流体从控制体1-2流入流出t时刻： K（1-2）=k（1-1’）+k(1’-2)tt+△t时刻：K（1’-2’）= k(1’-2)(t+△t)+k（2-2’）△t时间内动量的增量为：△K= k(1’-2’)- k（1-2）= k（2-2’）- k（1-1’）+ k(1’-2)△t§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用位变造成的动量对时间的变化率：时变造成的动量对时间的变化率：由动量定理得欧拉法表示的动量方程式如果控制体运动，则u换成流体的相对速度，外力中考虑惯性力。§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用对一维定常流动用平均速度表示的动量方程式§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用∵过流断面的平均速度为V∴过流断面上单位重量流体的平均动量为∵过流断面的平均速度与任一点速度的关系为 而过流断面上流体的真实动量为∵ ∴ 所以 显然动量项——积分项里的速度应变为过流断面的平均速度V§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用?使用条件：不可压缩定常流动，质量力只有重力，两个断面是均匀过流断面，两个断面之间无支流§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用p1 2、列x方向的动量方程Ryp1RRxA1θ1v1p2 列y方向的动量方程p2A2θ2v2 3、流体对管道的作用力的大小 4、合力的大小和方向：?动量方程式的应用（一）求密度为ρ流量为Q的流体对管道的作用力 1、建立坐标系，分析作用在流体上的力§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用yyyvp1RyRyvp1Rxv1Rxxp1Rxvxp2p2p2xv2v反向等径弯管直角变径弯管直角等径弯管yyyRxRxp2p1p2p1p2v2xRxv1v2vp1vv1逐渐收缩管等径直管突然扩大管六个特例§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用p1Ryp1RRxA1θ1v1p2p2A2θ2v2（1）（2）（3）§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用因此切应力伯诺里方程（4）Rx实质上是作用在管壁上的摩擦力（5）§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用y xF0FcR水流对闸门的推力：需求作用力 和速度?动量方程式的应用（二）求矩形平板闸门下出流。密度为ρ流量为Q。已知闸门宽度B=6m，闸门前水深H=5m，闸门开口高度h=1.1m，闸门后收缩断面水深hc=1m，流量Q=30m3/s,不计摩擦损失，求水流对闸门的推力。建坐标系，选择控制体，受力分析，列动量方程[解]§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用流速y xF0水流对闸门的推力：Fc均匀过流断面满足静压方程，使用静力计算方法§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用（三）§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用yyvvvvxxRxRxvv[特例1] 对θ=90o的挡板的冲击力[特例2] 对θ=180o的挡板的冲击力§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用（四）受力体有相对运动右图，曲线板向右匀速运动控制体是运动的相对速度相对流量§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用§4-4流体动力学基础-总流动量方程及应用如图所示，直径为d1=700mm的输水主管道，在支承水平面上分支为d2=500mm的两支管，A-A断面的压强为70kPa,管道流量为Q=0.6m3/s,两支管流量相等。若水流经Y型接头ABC的水头损失为支管流速水头的5倍。求支墩所受的水平推力（不考虑螺栓连接的作用）解：（1）总管上，过流断面上平均流速 列A-A 和B-B 断面上的伯努利方程： 设三通管对控制体内的的流体作用力为F,方向向左， F = 5.28KN 1。圆柱体与油（比重为0.8）、水和容器光滑接触，半径R=0.5m，长度L=1m，与容器顶边成直线接触，求：（1）绘制作用在圆柱体上的压强分布图和压力体；（2）圆柱体作用在容器顶边上的力。（3）系统平衡时圆柱的质量。（提示：注意压强分布规律。）2。如图，水自喷嘴水平射向光滑倾斜平板（与水平面夹角60度），不计摩擦阻力。若喷嘴出口直径d=25mm，流量Q=