《流体力学》第三章 一元流体动力学基础3.6-3.7.pptVIP

第六节 恒定元流能量方程 1-1’,2-2’的质量等于： 根据压力作功等于机械能增加原理： 伯努利方程： 能量方程式说明：理想不可压缩流体恒定流动中，各断面总水头相等，单位重量的总能量保持不变。 第七节 过流断面的压强分布 流体内部作用的力：重力、粘性力、惯性力。 重力是不变的，粘性力与惯性力则与质点流速有关。 均匀流动 不均匀流动（渐变流动、急变流动） 粘滞阻力对垂直于流速方向的过流断面上压强的变化不起作用。过流断面只考虑压力和重力的平衡，和静止流体所考虑的一致。 渐变流的流线近乎平行直线，流速沿流向变化所形成的惯性小，可忽略不计。 过流断面可认为是平面。 流体在弯管中的流动，是典型的流速方向变化的急变流问题。 沿弯曲半径方向，测压管水头增加，沿离心力方向，流速减小。 * * §3-6 恒定元流能量方程 压力做功为： 取不可压缩无粘性流体恒定流动为力学模型 dt时间内,元流外力作功等于流段机械能量的增加 §3-6 恒定元流能量方程 动能增加为： 动能、位能分别为： 位能增加为： §3-6 恒定元流能量方程 理想不可压缩流体恒定流 元流能量平衡方程 §3-6 恒定元流能量方程 Z，位置水头：断面对于选定基准面的高度。表示单位重量的位置势能，称为单位位能。 p/γ，压强水头：断面压强作用使流体沿测压管所能上升的高度。表示压力做功所能提供给单位重量流体的能量，称为单位压能。 u2/2g,流速水头：以断面流速为初速的铅直上升射流所能达到的理论高度。表示单位重量的动能，称为单位动能。 位置水头 压强水头 测压管水头 表明单位重量流体具有的势能,称为单位势能 总水头,表明单位 重量流体具有的 总能量,称为单位 总能量 §3-6 恒定元流能量方程 实际流体的流动中，由于粘性力的存在，单位能量方程式为： §3-6 恒定元流能量方程 如果用毕托管来测定气流流速，则： 毕托管 (γ’液体容重) (γ 气体容重) h 例3-4 用毕托管测定1、空气流速，2、水流速。两种情况 均测得水柱3cm，空气容重11.8N/m3,φ值取1， 分别求空气和水的流速。 解：1、 2、 §3-7 过流断面的压强分布 流速的变化包括大小的变化和方向的变化 直线惯性力、离心惯性力 §3-7 过流断面的压强分布 均匀流和不均匀流 §3-7 过流断面的压强分布 均匀流断面上微小柱体的平衡 §3-7 过流断面的压强分布 因为： 所以：均匀流过流断面上压强分布服从于水静力学规律。 §3-7 过流断面的压强分布 在过流断面上，压强分布也可认为服从于流体静力学规律。 例3-5 例3-6 §3-7 过流断面的压强分布 弯曲段断面的压强分布