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专业资料 专业资料 工程技术大学力学与工程学院 流体力学综合训练（二） 题 目 动量程在工程中的应用 班 级 理力13-1班 姓 名 佟鑫航、舒芹、林清冰、思、笑宇 指导教师 迪 成 绩 工程技术大学 力学与工程学院 制 摘要 动量程是流体力学中一个重要的基本程 ,对流体的研究，不仅要 知悉流速与截面的关系， 还要进一步了解流体的流速和压强关系。 当 流体粘性较小时， 程实质上表现为流体的能量转换和守恒， 当粘性较 大时，必须对其修正。 根据流体力学的输运公式推导出非惯性坐标系 的动量程 , 讨论了其在一些条件下的应用。 本文着重介绍了动量程在以下几种工程中的应用： 在水利真空喷 射泵中的应用， 非惯性坐标系中的动量程及其应用。 关键词：动量程；水利；流体；非惯性坐标系 ; 动量程 ; 飞行器 ; 涡轮 机械 目录 TOC \o 1-5 \h \z \o Current Document 1绪论 1 \o Current Document 2非惯性坐标系中的动量程及其应用 2 \o Current Document 2.1.1输运公式 2 \o Current Document 2.1.2惯性坐标系中的动量程 2 \o Current Document 2.2非惯性坐标系中的动量程 3 \o Current Document 2.3非惯性坐标系中动量程的应用 4 \o Current Document 3动量程在水力真空喷射泵中的应用 5 参考文献 7 专业资料 专业资料 专业资料 1.绪论 流体是工程上最常见的 1 种工作介质 , 它的运动遵守物体宏观机械运动质量 守恒 、能量守恒以及动量守恒规律。根据动量守恒规律推导出的动量程在解决流 体运动过程产生的动水反力问题中具有非常重要的作用。目前 ,大多数文献和参考 资料研究的是惯性坐标系的动量程 , 而对非惯性坐标系的动量程及其应用研究很 少。虽然 ,工程实际多数动水反力问题依靠惯性坐标系的动量程即可解决 ,但在一 些特殊情况下 ,采用非惯性坐标系的动量程会非常便。本文推导出非惯性坐标系的 动量程 ,并进一步探讨了它的应用 。 水力真空喷射泵是水喷射冷凝器和水喷射抽气器的统称。本文根据流体运动 所遵循的第三个基本原理 ,即反映压力与速度沿流线变化的第三个重要规律—动量 定理 ,联系水力真空喷射泵的实际应用 , 探讨力与运动之间的关系。 揭示出有汽室真 空引力存在的条件下 ,尾管下落水流冲击压强的变化规律。 经过对水力真 空喷射泵 在不同安装高度状态下各种性能参数用计算数据进行比较 ,推翻了过去人们普遍认 为的水力真空喷射泵安装得越高 , 尾管越大 ,下落水流速度越快 ,从而抽力也越大的 传统观点 ,从理论和实践上论证了水力真空喷射泵低位安装与高位安装的优劣 。 2非惯性坐标系中的动量程及其应用 2.1惯性坐标系中的动量程 2.1.1输运公式 在流体问题中，常选择1团流体质点作为系统进行研究，又规定该系统某瞬 时在流场中所占据的空间为控制体，该控制体的形状和位置相对于所选定的坐标 系来讲是固定不变的。在此基础上可推导出输运公式，即将系统具有的某种物理 量总量随时间的变化率转化为按控制体去计算的公式 ： dN dV ■ VndA （ 1-1） dt t CV CS 式中：N为某瞬时系统具有的某种物理量 （如质量、动量等）的总量, N dV ；;为单位质量流体具有的这种物理量的量 ；CV为控制体；CS为 V 控制面（控制体边界）。 2.1.2惯性坐标系中的动量程 若在研究中，选取的坐标系为惯性坐标系，即该坐标系相对于大地静止或做 匀速直线运动，则有动量程1 : d 一 v dV v dV 1 v vndA （ 1-2） dt V t CV CS 式中： v; N v dV 根据牛顿第二定律，又有: 一 v dV f dV dt v v 一 v dV f dV dt v v PndA (1-3) 式中：f 式中：f为单位质量力；Pn为作用在微元面积dA上的表面应力 2.2非惯性坐标系中的动量程 若坐标系本身做变速、旋转运动，则为非惯性坐标系(带上标 ),如图: 图2-1非惯性坐标系运动 图2-1非惯性坐标系运动 Fig.2-1 Non-i nertial coord in ate system moti on 输运公式: 输运公式: dtVdVCVdVCS(1-4 dt V dV CV dV CS (1-4) 由于惯性坐标系与非惯性坐标系变量存在下列关系 0 r （1-6） 式中： 为绝对速度； r为牵连速度； 为相对速度。所以有： dv dv。 d (v ) a 2 v r ( r ) a （1-7） dt dt dt 式